전위론 - 0차원 점결함

점결함 (Point Defects)

점결함은 0차원적인 결함을 의미하며, 재료에 공공이 생기거나 다른 원자가 치환 or 침입하는 경우가 있다. 

 

1. 공공에 의한 결함 (Vacancies)

공공이란 말그대로 Void 즉, 비어있다는 뜻이다. 원자가 있어야 할 자리에 원자가 없다면 결정면들이 휘어지게 되고 이것이 결함이 된다. 

이때 아레니우스 방정식을 응용하여 재료 내에 공공의 농도를 판단할 수 있다. Activation에너지는 온도에 변화에 따라 일반적으로 달라지기도 하지만 대체로 같다는 가정을 둔다. 결국 공공의 농도는 온도가 높아질 수록 많아진다. 

식을 편하게 전개하기 위해 자연로그를 취한 후 식의 계수가 선형적인 관계를 가질 수 있도록 정의하면 Qv를 기울기로서 얻어낼 수 있는데, 이러한 방식을 통해 Qv를 실험적을 얻어낸다.   

 

2. 침입형 원자에 의한 결함 (Interstitial atom)

침입형 원자는 고용체(Solid Solution)의 일종으로 격자 내 원자가 있을 위치가 아닌 곳에 원자가 위치하는 것을 의미한다. 보통 기저 원자보다 작은 원자들이 들어가며 Fe-C합금에서 C원자가 대표적이다.  

 

3. 치환형 원자에 의한 결함 (Substitutional atom)

치환형 원자 또한 고용체의 일종으로 칩입한 원자가 격자 내 원소를 밀어내고 그 자리에 안착하는 상태를 말한다. 대체적으로 원자의 크기가 비슷할 수록 가능성이 높고, 그외에 규칙 또한 존재한다.