확산3 확산 (diffusion) 연구에 대해서 확산은 원자 또는 분자의 브라운 운동에 의해 완전한 혼합 상태로 변하는 과정을 말합니다. 기체에서는 확산이 매우 빠른 속도로 진행되며, 액체에서는 일반적으로 초당 수 mm 정도의 오더의 속도로 일어납니다. 고체에서는 확산이 상대적으로 느리며 확산 속도는 온도가 낮아질수록 감소합니다. 금속의 용융 온도 근처에서의 일반적인 속도는 초당 약 1 마이크로미터 정도이며, 용융 온도의 절반 근처에서는 나노미터 정도로 느려지게 됩니다. 고체의 확산에 대한 과학은 19세기에 시작되었지만 과거의 금속을 다루는 장인들은 이미 확산 현상을 응용하여 철기의 칼이나 더 이전에는 금 도금 구리나 브론즈로 된 물건을 만들기도 했습니다. 확산에 대한 과학은 여러 중요한 기초연구를 통해 확립되었습니다. 가장 중요한 것들은 다음과 같습.. 2024. 2. 9. 확산의 기초 / Diffusion in solids 확산이란? 용매(solvent) A에 용질(solute) B가 고용되어 있다고 가정할 때 이러한 고용체 내에서 B성분 농도의 차이가 있다면, 시간의 경과와 함께, 농도차를 없애는 방향으로 성분B가 이동 하게 된다. 이러한 현상을 확산(diffusion)이라고 한다. 열역학적 관점에서 보면, 최종 안정상태에서는 고용체의 조성은 균일해져야 한다. 따라서, 확산은 B성분의 농도가 고용체 중에 균일해질 때까지 진행된다. Fick은 1855년 열전도의 이론을 이용하여, 확산을 지배하는 2개의 법칙을 찾았다. Fick의 제1법칙 단위 면적을 가지는 가늘고 긴 봉형의 고용체 시료에서, 길이 방향으로 B성분의 농도 구배가 존재한다고 가정하자. 그림1과 같이 B성분의 농도를 c, 길이 방향의 거리를 x라고 하면, B성분.. 2021. 7. 14. 원자 공공과 확산 점결함의 역할 중에서 상당히 중요한 부분은 확산(diffusion)에 있다. 확산은 많은 원자의 이동에 의해 일어나게 되는데, 근처에 원자 공공이 있으면, 원자는 1개의 격자점에서 부터 다른 격자점에 이동하는 것이 가능하게 되고, 그림의 (a)→(b)→(c)와 같이 된다. 이 그림의 경우, 원자는 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하지만, 공공의 관점에서 본다면 오른쪽에서 왼쪽으로 공공이 이동하는 것이 된다. 이와 같이 공공을 통해서 확산이 일어나는 기구를 vacancy mechanism이라고 한다. 여기에서 그림은 동종 원자의 self diffusion에 대한 경우를 가르키지만, 치환형 원자의 확산이나 합금원자의 상호확산 (interdiffusion)에 대해서도 vacancy mechanism에 의해 확산이 일어.. 2021. 7. 11. 이전 1 다음
