공머생의 공부노트

0. 재료의 이론적 파괴 강도 재료 내에 존재하는 Repulsion & Attraction force에 의해 net force가 결정된다. 위의 net force 그래프를 파장 람다를 가지는 사인함수로 간략화 하여 변형률과 E, a만으로 이를 유도한다. 이를 통하여 얻어진 최종적인 강도는 다음과 같이 근사한다. 1. 취성 파괴에 따른 Griffith, Orowan 이론 1) 재료 내에 응력 집중부가 존재한다고 가정하고, 이 국부지역에서 이론 응력값에 도달 (균열의 성장) No plastic deformation → brittle한 재료 2) 파괴가 일어나는 조건은 균열의 성장에 의하여 감소되는 탄성 변형에너지와 새로운 파면 형성에 의하여 증가하는 표면에너지의 관계에 의해 결정 이라는 전제 하에 재료의 국..

0. 전위에 의한 힘과 격자마찰응력 전위에 의해서 slip이 일어나는 경우에 이동을 만드는 driving force는 대부분 응력에 의한 것이다. 이때 전위들이 받는 힘들에 의해 많은 연관관계가 생기는데, 특히 각 전위가 받는 힘이 중요해진다. 위의 그림과 같은 Edge 전위가 있다 가정했을때 dislocation width에 따른 변화를 생각해보자. extra half plane에 의해 각 원자들은 화살표 방향으로 힘을 받게 된다. 전위의 폭(w)이 작아짐에 따라 계면 에너지가 줄어들고(안정해지고), 단위길이당 받는 힘이 강해지기에 탄성변형 에너지가 커지게 된다. Peierlas-Nabarro응력 계산식을 바탕으로 Simple Cubic에서 Edge 전위가 움직이는데 필요한 전단응력을 계산할수 있다. ..

0. 소성변형의 원리 및 임계 분해 전단 응력 소성변형은 재료가 버텨낼 수 있는 한계 이상으로 힘이 가해져 변형되는 것을 의미한다. 원자단위의 변형이기에 다시 돌아오지 않으며 재료마다 특징이 다르다. 어느 수준 이상으로 재료에 힘이 가해지면 가장 원자가 많이 채워진 면을 중심으로 미끄러지며 변형이 일어나는데 이를 Slip이라고 한다. 대부분의 소성 변형이 이러한 Slip에 의하여 발생한다. 하지만 Slip이 일어나기 힘든 배열 상태이거나 온도가 낮은 경우 Slip이 일어나지 못하는 경우가 있다. 이때는 Slip대신 twin이 발생한다. Twin은 쌍둥이라는 의미 그대로 기준면을 중심으로 맞닿는 두면이 똑같다. 즉 기준면이 거울면으로 작용한다. 하지만 일반적인 인장실험에서 모든 슬립계에 대한 전단힘을 고려..

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..

전위에 대해서는 이전 포스팅에서 간단하게 다룬바가 있다. 이후 포스팅에서는 이전의 내용에 덧붙여 재료의 전위론에 덧붙여 강화방법까지, 더욱 자세한 정의와 원리에 대해 다루게 될 것이다. 조금 대략적인 흐름을 원한다면 이전 포스팅들을 다시 찾아보길 권한다. 재료의 전위와 슬립 전위 : 결정(結晶)에 나타나는 격자 결함의 하나. 결정의 일부를 일정한 방향으로 이동하였을 때에, 결정격자가 전단 변형을 일으키고 있는 부분과 정상인 부분과의 경계가 선상(線狀)으로 되어 yumy.tistory.com 금속의 강화 방법 9.5 금속의 4가지 강화 방법 앞 포스팅에서 금속의 전위와 슬립면을 통해 파괴가 일어나는 원리에 대해 다루었다. 그렇다면 그 원인을 제거하면 금속이 파괴가 일어나지 않게 조절할 수 있을 것 yumy..

10.1 재료의 파괴란 ? 재료의 융점보다 낮은 온도에서 정적 응력을 가함으로써 물체가 두 조각 이상으로 나누어지는 것으로 정의되는데, 응력을 가했을때 물체가 망가지는 것을 관찰한 것이다. 이에 관련된 다른 용어들이 더 있는데 정리하고 넘어가자면 1. 파괴 (Fracture) -> 정적응력에서 망가지는 것 2. 피로 (Fatigue) -> 동적인(cyclic) 상황에서 망가지는 것 3. 크리프 (Creep) -> 높은 온도에서 망가지는 것 파괴는 크게 2가지로 나누어지는데 바로 연성파괴(ductile fracture)와 취성파괴(brittle fracture)이다. 앞 포스팅에서 다룬 바와 같이 연성은 파괴가 일어날 때 까지 변형되는 정도인데, 취성은 변형이 일어나지 않고 바로 파괴되므로 연성과 거의 반..

9.5 금속의 4가지 강화 방법 앞 포스팅에서 금속의 전위와 슬립면을 통해 파괴가 일어나는 원리에 대해 다루었다. 그렇다면 그 원인을 제거하면 금속이 파괴가 일어나지 않게 조절할 수 있을 것이다. 일반적으로 파괴는 금속내에서 전위가 이동하기 때문에 발생한다. 그렇기에 이후 설명할 4가지 방법도 전위가 움직이는 것을 제한하는 방법의 일종으로 이해하여도 된다. 1. 결정립 미세화 다결정 금속에서는 수많은 결정립이 존재하고 이는 전위의 이동을 방해한다. 만일 결정립의 크기를 작게하여 단위부피당 수를 늘린다면 전위의 이동이 효과적으로 막아질 것이다. 조금더 자세히는 두 결정립의 결정 방향이 다르므로 전위는 결정립계에서 그 방향을 바꾸어야 하고 방향의 크기가 클수록 이는 더 힘들다. 게다가 결정립계에서는 원자가 ..

전위 : 결정(結晶)에 나타나는 격자 결함의 하나. 결정의 일부를 일정한 방향으로 이동하였을 때에, 결정격자가 전단 변형을 일으키고 있는 부분과 정상인 부분과의 경계가 선상(線狀)으로 되어 있어 원자 배열이 비뚤어지는 것을 이른다. 전위는 상당히 생소한 개념인데 쉽게 말해 완전한 결정에 원자들이 잘못 들어가 배열이 틀어지는 것이다. 전위가 중요한 이유는 소성변형의 원리가 전위의 이동에서 나오기 때문이다. 9.1 전위의 종류와 슬립 1. 칼날전위 칼날전위는 버거스벡터와 전위선은 수직하고 슬립방향과 응력의 방향은 평행하다 2. 나사전위 나사전위는 버거스벡터와 전위선은 평행하고 슬립방향과 응력의 방향은 수직이다. 3. 혼합전위 혼합전위는 칼날전위와 나사전위의 합으로서 버거스벡터와 전위선은 평행,수직하고 슬립방..