공머생의 공부노트

1. 이상적인 전극의 거동 앞선 포스팅에서는 전극에서 전자가 흐르는 원리에 대해 간단히 서술하였다. 하지만 반응이 일어날 때 전극 표면에서 전자이동 말고도 다른 복잡한 과정들이 더 발생하는 것으로 알려져 있다. 그 중 중요한 것이 표면상의 커패시턴스인데 표면상의 커패시턴스에 대한 복합적인 분석이 새로운 견해를 주기도 한다. 전극의 표면이 반응이 일어나기에 충분한 포텐셜을 가진다면 전자가 이동하여 반응이 진행되는 Faradaic Reaction 혹은 그 반대인 Nonfaradaic Reaction이 일어난다. 이때 전극은 비분극 되거나 분극 되는 경향을 보이는데, 전자가 이동 가능하여 반응물이 생성되면 비분극 반응이며 이 반대의 경우 분극 반응이다. 대부분의 전극은 분극-비분극의 사이 특성을 가지며 완전한..

1. 전기화학 셀이란? 다음과 같이 두 전극 사이에서 수전해가 일어나고 있는 상황을 가정하자. Anode에서는 H2O or HO로부터 Pt전극이 전자를 빼앗고, Cathode에서는 전자를 받아 수소이온과 반응하여 수소가스를 생성한다. 이런식으로 전자를 빼앗는 Anode와 Cathode가 결합된 형태를 Cell이라고 표현하며 Cell이 이루어 지지 않으면 일반적으로 반응은 일어나지 않는다. 참고로 앞선 포스팅에서 설명한 바와 같이 이러한 전해반응이 일어나기 위해서는 전하를 운반하는 이온의 존재가 필수적이다. 일반적으로 위의 실험은 전위차계에 의해 전압과 전류가 조절되는 상황에서 진행된다. 사실상 전기화학은 이러한 Potentiostat이라는 장비로 모두 해낼 수 있다. 이후의 포스팅에서 자세한 테크닉에 대..

전기화학은 전기적 효과와 화학적 효과의 상호작용에 중점을 둔 학문으로 주로 전자의 이동에 의해 생기는 에너지 변환이나 생성물 발생에 중점을 둔다. 즉 전자에 의해 어떤 화합물은 더 높은 에너지로 충전되기도 하고 방전되기도 하며 변화할 수 있고 이러한 변화를 만들어 내는 것은 대부분 전위차 (Potencial)에 의한 것이다. 태양전지, 배터리, 수전해 장비 등 현대에 중요하게 생각되는 화학장비들 대부분이 전기화학에 그 기초를 두고있다. 1. 용액 속 이온과 전해질 우리가 화학 상들의 사이의 계면을 고려할때 주의해서 봐야하는 것은 전자가 어디서 어디로 이동하는지, 어떤 물질이 이전자를 받아서 무엇으로 바뀌는지에 대한 것이다. 우선 전자가 이동하는 것에 대해 생각해보자. 대부분의 전기화학 실험과 반응은 물 ..

1. 사인 함수의 수학적 접근 (복습) 일반적으로 파동이 sin함수의 형태를 가지는 형태로 분리된다면 이를 조화파(harmonic wave)라고 한다. 단순히 사인함수로 분해된다는 의미 말고도 이는 파형이 매우 규칙적이고 해석하기 상대적으로 유리하다는 의미이기도 하다. 이러한 조화파는 단순히 음파를 넘어서 전자기학, 고체물리에서도 자연의 현상을 설명하기 위해 많이 응용된다. 이러한 조화파를 수학적으로 해석하기 위해서는 sin(x)함수를 자유롭게 사용할 수 있어야 한다. sin(x)함수의 가장 기본적인 특징을 정리하자면 다음과 같다. 함수에 포함된 상수들은 위와 같은 관계식을 가지는데 이는 sin(x)함수에도 그대로 적용된다. 가장 기본적인 sin(x)의 파형은 다음과 같은데 상수에 따라 아래와 같이 다양..

프로그램에 관심이 있고 많이 활용하는 사람들은 C언어를 일상에서 많이 들어본적이 있을겁니다. C, C++, C#언어들은 서로 비슷한 줄기를 가지고 있고 실제로 활용하다 보면 많이 유사함을 느끼게 되는데, 특히 C언어는 컴퓨터의 첫 역사를 함께한 유서깊은 언어이기도 하며 현재 돌아가는 윈도우 기반 앱의 기반이 되는 유용한 언어입니다. 하지만 C언어를 다뤄본 사람도 (보통 C++ 까지) C#을 실제로 다뤄본 경험은 많지 않을 겁니다. 또한 C언어와 C++, C# 모두 훌륭한 언어이며 같은 기원을 가지고 있지만 세 언어가 추구하는 방향은 서로 상이하게 다르기에 어쩌면 한 언어를 쓰는 사람이 다른 언어를 접근하기는 쉽지 않을 수도 있습니다. 그럼에도 C#에 관심이 있는 사람이라면 이번 기회에 조금이라도 C#의 ..

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. ..

음악 넣어 달랬더니 소리가 너무 크다.....