공머생의 공부노트

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..

1. 실험 목적 시편의 경도측정법 중 하나인 로크웰 경도기를 숙지하고 금속재료(철, 알루미늄, 구리)의 경도를 측정하여 시편에 따른 경도의 차이점을 이해한다. 2. 이론 및 원리 일반적으로 경도는 변형에 대한 저항을 나타내며 금속의 경우에는 국부 소성변형에 대한 재료의 저항성을 나타내는 저항의 척도이다. 경도는 상대적인 값으로 변형저항의 상태, 변형량, 저항측정 및 부하방법에 따라 종류가 다르나 주로 긋기, 반발, 압입경도의 3가지 형태로 분류한다. 이중 압입경도를 일반적으로 활용하는데 압입자를 사용하여 깨끗한 시료 표면을 누를 때 생기는 압흔의 변형 저항에 대한 측도를 나타낸다. 이 변형저항은 압입자에 의해 생기는 소성 변형의 크기 및 분포, 마찰, 탄성, 점성 등에 영향을 받는다. 압입자의 형태는 구..

1. 실험 목적 금속 시편의 미세구조를 관찰하기 위해서 관찰면을 균일하게 연마 후 광학현미경으로 금속의 미세조직을 관찰한다. 미세조직을 관찰함으로서 각각의 상, 결정립의 형상과 분포, 크기 및 결함등을 분석하여 기계적 성질과의 상관관계를 검토할 수 있다. 2. 이론 및 원리 2.1 미세조직의 중요성 미세구조에 따라 재료의 물리적 성질과 특히 기계적 거동이 변화한다. 금속 합금에서 미세조직은 상의 수, 비율, 분포 방식에 따라 특징이 나타난다. 합금의 미세조직은 합금 원소의 종류와 농도, 합금의 열처리(온도, 가열시간, 냉각속도) 등의 변수에 따라 변한다. 재료의 성질에 영향을 주는 요인중에 미세구조는 결정구조나 결함과는 다르게 거시적이어서 비교적 간편하게 이를 확인할 수 있다는 장점이 있다. 2.2 연마..

1. 실험 목적 연강, Al합금, Cu합금 등 금속재료의 강도(항복강도, 최대인장강도), 연신율, 단면수축률, Stiffness, 탄성계수를 측정하여 재료의 기계적 성질을 분석한다. 2. 이론 및 원리 재료의 기계적 거동이란 외부 작용에 대한 재료의 반응 정도를 나타낸다. 즉, 외부의 힘과 이에 따른 재료의 변형 사이의 관계를 나타내며, 주로 강도(strength), 경도(hardness), 연성(ductility), 강성도(stiffness) 등을 판단하게 된다. 2.1 공칭 응력과 공칭 변형률 재료에 가해지는 힘을 생각할 때 일반적으로 압축, 인장, 전단의 3가지로 분류하는데 이때 인장변형이란 시편을 양 끝에서 끌어당기며 발생하는 것을 의미한다. 시편의 장축을 따라 일정한 속도로 인장하중을 점차적으로..

앞선 포스팅에서 기본적인 UV-VIS 분석법의 원리와 정의에 대해 다루었다. 이번 포스팅에서는 DIY UV-VIS의 설계에 대해 고민해보자 https://yumy.tistory.com/34 실제 분광분석기의 구조 실험, 연구용으로 사용되는 분광분석기들은 100만원부터 2억까지 그 가격이 천차만별이다. 단순히 화학종의 정량, 정성분석 뿐만이 아닌 FTIR, DRS 같은 특수한 기능이 들어간 장비들도 요즘에는 적절한 가격으로 보급되고 있다. 하지만 드렇다고 해서 일반 고등학교나 영재학급에서 장비를 사용하기는 쉽지 않은 것이 현실이다. 분광분석기는 다양한 파장에서 연속적인 스펙트럼을 방출하는 광원을 가지고 포토 다이오드나 CCD등을 통해 빛의 In tensity를 분석한다. 그렇기에 내부에는 빛을 내는 광원과..

분광분석법이란? 일반적으로 빛과 물질의 상호작용을 통한 분석을 하는 분석법중 하나로, 이전에는 가시광선(VIS), 자외선(UV)영역에서의 연구가 이루어졌지만 최근에는 빛의 범위를 늘려 방사선이나 X-ray등의 파장을 활용하는 분광법도 나오고 있다. 분광분석을 통한 시료의 분석은 가장 강력한 Tool중 하나로 시료의 손상 없이 타겟 물질의 정령, 정성적인 분석을 가능하게 한다는 장점이 있다. 이번 실험 설계에서는 UV-VIS Spectrophotometry를 중점으로 전개해 나가고자 한다. 분광분석법의 기본 원리 분광분석은 크게 정량분석과 정성분석으로 나뉘는데, 정량분석은 시료의 양을 파악하고 정성분석은 시료의 종류를 파악하게 된다. 특정 파장의 빛이 시료를 통과하게 된다면 시료는 그 빛을 흡수하게 된다...