해피레포트 - 금속의 전위란 무엇이며, 왜 중요한가

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :금속의 전위란 무엇이며, 왜 중요한가.hwp 문서분량 : 3 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.05.30 / 12.05.30 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 1,000 원

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보고서설명
금속의 전위(dislocation)은 금속을 포함한 재료가 가지고 있는 선결함, 면결함, 점결함 중 선결함에 해당한다. 여기서 재료의 결함이란 말 그대로 그 재료가 가지고 있는 ‘결함(홈, 결점)’으로서, 결함이 없는 재료는 거의 없다고 볼 수 있을 정도로 모든 재료는 결함을 가지고 있으며, 결함이 있기 때문에, 그 특성을 이용해 여러 가지 기계나 제품을 만들 수 있다. 금속은 결정구조를 가지고 있는데 결정구조란 원자가 규칙적으로 배열된 상태, 즉 다시 말해 격자구조를 이루고 있는 상태를 말한다.

본문일부/목차
이러한 전위가 존재함으로 인해, 금속에서는 Slip이 일어날 수 있으며, 슬립의 특성 때문에, 금속이 다른 재료등과 달리 손으로 구부려도 부러지지 않고 쉽게 휠 수 있는 것이다. 전위의 종류에는 나사모양으로 배열된 나선전위와 한 방향으로 배열된 칼날전위가 있으며, 실제 재료에서, 전위는 이보다 훨씬 복잡하며 전위 이론 또한 그 내용이 방대하여 책 한권 분량이다. 금속은 원자가 규칙적으로 배열된 하나의 작은 덩어리인 결정이 모여서 이루어져 있으며, 이 작은 결정 덩어리를 결정립이라고 부른다. 그리고 금속이 녹는 온도인 융점이 있고, 금속이 녹지는 않지만, 금속 내 결정립이 이동할 수 있는 재결정 온도라는 것이 있다. (재결정 온도는 융점에 비해서 현저히 낮은 온도이다) 이 때, 재결정 온도에서 금속의 외부 형태는 변하지 않지만, 금속 내 결정립들이 이동하는 것을 재결정이라고 한다. 예를 들어, 일반적인 금속은 수많은 결함을 가지고 있기 때문에 금속의 내부에는 내부응력이 존재해 있는 상태이며, 이를 에너지 적으로 불안정한 상태라고 한다. 학생들을 한 교실에 빈틈없이 가득 채운다면, 전체적인 모양은 일정한 틀(교실모양)을 유지하고 있겠지만, 교실 안에 있는 학생들은 서로 밀고 당기는 등, 매우 불안정한 상태에 있게 될 것이다. 금속의 이러한 상태를 에너지 적으로 불안정한 상태라고 한다. 이러한 불안정한 상태는 금속을 많이 가공 할수록 또는 금속의 응고속도가 빠를수록 증가한다. 불안정한 상태의 금속 등으로 공구를 만든다거나, 제품으로 그대로 사용 할 경우 강도는 크지만 연성(쉽게 휘어지거나 늘어나는 성질)이 없어서 쉽게 부러지게 될 것이다. 즉 이러한 원인이 되는 내부응력을 줄이기 위해서는, 가공금속을 열처리 공정을 통해 재결정을 하면 되고, 그 결과 연성을 증가시킬 수 있다. 여기서 재결정이란 서로 밀치고 당기고 있는 각 결정립들이 가장 편안한 자리로, 즉 열역학적으로 내부 에너지가 낮아지는 방향으로 이동해 가는 현상을 말한다. 철사의 경우 손으로 구부렸다 폈다 반복하면 결국 끊어지게 되지만, 납의 경우는 손으로 구부렸다 폈다, 수회 반복하더라도 끊어지지 않는데, 이는 철사의 재결정 온도가 수백도 이지만, 납의 재결정 온도는 실온이기 때문이다. 납을 구부릴 때, 납 내부의 결정립들이 서로 밀치고 당기고 하는 불안정한 상태에서 곧바로 재결정이 일어남으로써, 결정립들이 편안한 위치로 이동해 가는 것이다. 납으로 된, 그림물감튜브를 계속 짜서 쓰더라도 튜브가 터지지 않는 것은 실온에서 재결정이 일어나고 있기 때문이다. 회복(Recovery)은 금속을 가열했을 때, 재결정이 일어나기 전의 단계로, 금속의 결정립 이동은 일어나지 않지만, 금속내의 전위밀도 등이 감소하면서 금속의 물리적, 기계적인 성질(전기전도도, 강도 etc)만 원래대로 돌아오는 현상을 말한다. 즉 금속은 재결정 단계 이전에 반드시 회복단계를 거치게 된다

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