공머생의 공부노트

세상에는 전기를 활용하는 것이 너무나 많다. 당장 우리 옆에 있는 컴퓨터와 휴대폰만 보더라도 우리가 상상하지 못하는 수준으로 많은 전기회로들이 복잡하게 얽혀있다. 만일 우리가 어떤걸 만들어내고 싶다면 그게 어떤 것이든지 전자공학을 피해가진 못할 것이다. 이를 위해서는 전자공학을 이루는 기본적인 요소를 이해할 필요가 있다. 물질의 전하(charge)에 대하여 전자공학을 하기 위해서는 만유인력 만큼 당연한 것이 있다. 바로 전기의 가장 기본적인 법칙에 대한 이해이다! 본격적으로 전압, 전류, 저항에 대해 다루기 전에 전하(charge)에 대해 짚고 넘어가자. 전자기력은 (+)와 (-)로 구성되어 있는데 전하q가 양수이냐 음수이냐에 따라 거의 모든 작용 방향이 결정된다. 이때 물체가 가지는 특성이 +이냐 -이..

빛의 성질에 대해 아는 것은 단지 재료과학에서의 응용에서 국한되는 것이 아닌 어떠한 과학의 분야에서든 전부 응용 가능하다. 특히 나노소재공학에서 나노입자가 가지는 특징을 알아내기 위해 Transmission analysis, Raman analysis, Tauc plot등을 사용하는데 빛의 성질과 이에 수반되는 물질의 광학적 특징에 대한 이해가 필수적이다. 그래서 이번 포스팅에서는 기존의 빛에 대한 논의에 대해 이해하고 지금의 결론이 어디까지 도달했는지 알아보고자 한다. 빛에 대한 오랜 토론 빛은 어쩌면 우리 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있지만 가장 신기한 특성을 가진 물리현상이다. 과거의 과학자들 또한 빛에 대해 많은 관심을 가졌고, 뉴턴의 광양자설부터 지금의 양자역학까지 엄청난 이론의 충돌을 겪었다...

[ Jack Metzger ] Come on guys, I promise everything will be all right, be okay 친구들, 모든일이 잘 풀릴거라고 약속해, 괜찮을거야 your eyes so tired but keep 'em open 졸리겠지만, 깨어있는게 좋을거야 Cause you wouldn't want to miss a thing 왜냐면 하나도 놓치고 싶지 않을테니까. [ chorus ] Come on guys, I promise everything will be all right, be okay 친구들, 모든일이 잘 풀릴거라고 약속해, 괜찮을거야 your eyes so tired but keep 'em open 졸리겠지만, 깨어있는게 좋을거야 keep'em = keep t..

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..

우리가 원하는 조건의 소재를 엔지니어링 하기 위해서는 화학적 성질뿐 만이 아니라 물리적 특징에 대해서도 알아봐야할 필요가 있다. 특히 금속의 경우에는 기계적(물리적)성질을 관찰하는 것이 화학적 성질보다 중요하게 받아들려지기도 한다. 8.1 기계적 성질의 판단 방법 물질의 기계적 거동을 판단하기 위한 방법은 크게 4가지로 분류가 가능하다. 인장 (Tensile) -> 시편의 장축을 따라 반대방향으로 잡아당김 압축 (Compressive) -> 시편의 장축을 따라 반대방향으로 누름 전단 (Shear) -> 임의의 방향에 대한 힘의 작용을 가하는 것 뒤틀림 (Torsion) -> 순수 전단에 의한 변형으로 회전에 대한 변형 8.2 공칭 응력과 공칭 변형 위와 같은 변형에 대해서 시편의 기하학적 형상을 배제하기..

규산염은 지구상에 가장 많이 분포하고 있는 광물로서 [SiO4] 착이온을 함유하는 화합물을 총칭한다. 그렇기에 규산염의 구조는 단순히 화합물의 구조로 해석하기 보다는 [SiO4] 착이온과 다른 양이온들이 어우러진 구조로 해석해야 한다. 이때 결정구조 내에 SiO4사면체가 독립적으로 있을때 이를 Ortho(정규) Silicate라고 하고, 다리산소를 통해 사면체가 결합된 상황에서는 단위구조를 바탕으로 해석하여 [SixOy]n형태로 나타낸다. 사면체가 선형으로 연결되어 구조를 형성하면 이를 Chain(쇄상)이라고 하며, Chain이 두개 연결되면 Double Chain(복쇄상)이 된다. 복쇄상 구조가 계속 연결되어 하나의 층을 형성하면 Layer가 되는데, Layer와 조금 다르게 사면체의 배위가 모두 다리..