분류 전체보기 (17) 썸네일형 리스트형 녹슬지 않는 알루미늄의 역사와 특징 녹슬지 않는 알루미늄의 역사와 특징 알루미늄이 금보다도 비싼 금속으로 인정받을 수 있었던 이유 중 하나가 녹슬지 않는다는 것이었습니다. 왜 알루미늄은 녹슬지 않을까요? 철은 금방 녹스는데 왜 알루미늄은 녹슬지 않는지, 그렇다면 철도 녹슬지 않게 하는 방법이 없을지 이에 대해 연구하기 시작하였습니다. 그 결과, 금속 가공기술은 계속 진화하게 되었습니다. 철이 보편적으로 사용되기 시작하면서 사람들은 철을 여러 곳에 사용하였습니다. 하지만 철의 가장 큰 단점은 녹이 슨다는 것입니다. 강철, 주철 모두 녹이 습니다. 앞의 청동의 경우에는 녹이 슬지 않지만 색이 바랩니다. 지금까지 나온 금속들은 알루미늄을 제외하고 모두 녹이 습니다. 하지만 알루미늄 자체를 여러 곳에 쓰려고 하였을 때 문제점이 있었습니다. 알루미.. 알루미늄의 탄생 역사와 대량생산 방법 알루미늄의 탄생 역사와 대량생산 방법 옷이란 것은 추위를 막기 위해서 혹은 신체 일부를 가리기 위해서 입습니다. 이러한 목적으로 사용하면 옷이 다양할 필요가 없습니다. 하지만 사람들은 옷을 조금 더 예쁘고, 화려하고, 멋지게 만들며 변화시켜가고 있습니다. 옷의 발전도 이렇게 진행되고 있습니다. 공학도 이와 마찬가지입니다. 처음에는 기능적인 측면을 향상하는 쪽이었다면 궁극적으로는 기능성과 심미성(예술적인 면) 등이 가미될 때 공학이 더 멋지게 완성된다고 생각합니다. 이러한 관점에서 보면, 금속을 가공하는 방법으로 기계적 성질 만을 지금까지 이야기하였는데 이제는 다른 측면의 금속을 가공하는 방법을 살펴보도록 하겠습니다. 알루미늄은 주변 곳곳에 많이 있고 쉽게 찾을 수 있습니다. 예를 들면, 깡통 등이 있습니.. 금속 강화술 4가지 금속 강화술 4가지 금속 강화술에는 4가지가 있었습니다. 옛날 우리 선조들은 학문적으로 하지는 않았지만 경험적으로 이것에 대해 알고 있었습니다. 그럼 선조들이 사용했던 금속 강화술에 대한 예를 통해서 dislocation을 제어하는 것이 금속의 기계적 성질을 어떻게 재단할 수 있는지를 정리해보도록 하겠습니다. Paper clip이 있다고 가정하겠습니다. 클립을 만약에 끊어보라고 하면 보통 어떻게 하나요? 우리는 원리를 알든 모르든 휘어가지고 ‘톡’ 끊어지게 만들죠. 이 속에 사실은 Strain hardening의 원리가 있습니다. Strain Hardening 앞에서 말했던 4가지 hardening 방법 중 strain hardening이 이것과 직접적으로 연결되어 있습니다. 예전에 제가 많이 아쉬웠던 .. 전위의 두 가지 형태 전위의 두 가지 형태 보통 두 가지 형태의 dislocation이 존재합니다. 하나는 edge dislocation(인상 전위)이라 불리고 다른 하나는 screw dislocation(나사 전위)이라 불립니다. 이 이름은 dislocation이 만들어질 때의 모양이 어떻게 되냐에 따라서 하나는 edge dislocation이라고 부르고 하나는 screw dislocation이라고 얘기를 해줍니다. 처음에 edge dislocation이라고 얘기하는 것은 전단력(shear stress)이 이렇게 주어졌을 때 Crystal이 양쪽으로 이렇게 벌어져서 마지막에 계단처럼 나타나는 형태를 edge dislocation이라 부릅니다. screw dislocation은 전단력이 (edge dislocation에서의 .. 금속이 찌그러지는 이유 금속이 찌그러지는 이유 Dislocation을 정확하게 이해함으로써 연성 전성과 같은 특성을 좀 더 잘 이해할 수 있습니다. Ductile 해서 실로 뽑을 수도 있고, 망치로 두드려서 펼 수도 있는 특성인 Malleability(전성)이 나타나는 반면에 도자기나 혹은 그릇 그리고 접시와 같은 세라믹스들은 바닥에 떨어트리면 깨지는 특성인 취성(brittleness)이라고 불리는 특성을 가집니다. 그러면 그 차이가 어디에 있는지 dislocation을 통해서 조금 더 이해해보도록 하겠습니다. 그리고 이 지식을 기반으로 해가지고 우리는 어떻게 하면 금속을 조금 더 강하게 견고하게 만들 수 있는지를 생각해 볼 수 있는 시간이 될 것 같습니다. 일단 우리가 금속에 있어서의 ductile 하다는 연성이라든지 mal.. 선조들의 경험 속에 녹아있는 재료공학 선조들의 경험 속에 녹아있는 재료공학 금속의 경우 기계적 성질이 매우 중요합니다. 실제로 과거부터 똑같은 금속을 사용하더라도 그 금속을 어떻게 제련하느냐에 따라서 그 특성이 달라지게 되었습니다. 예를 들어 영화의 전투 장면을 보면 상대방의 칼을 똑같은 칼로 쳐서 깨는 장면이 나옵니다. 동일한 철로 만들어졌음에도 불구하고 상대방의 칼이 깨지는 이유는 가공기술이 부족했기 때문입니다. 이러한 가공기술에 대해 살펴보고자 합니다. 예전 우리나라의 금속 가공기술은 상당히 우수했습니다. 검이라고 하면 일본을 떠올리기 쉽지만 과거 유물들을 보았을 때 일본 기술의 시초는 가야국과 백제의 금속가공 기술이라고 하는 이야기가 있습니다. 에밀레종과 재료공학 경주 국립박물관에 위치한 성덕대왕신종, 일명 에밀레종에 대해 살펴보도록.. 금속의 기본성질과 가공의 역사 금속의 기본 성질과 가공의 역사 주어진 금속재료를 이용하여 또 다른 기능을 창출하고 개발할 필요가 있습니다. 그것이 바로 신소재라는 학문이 걸어온 길이라고 생각하면 됩니다. 금속의 기본 성질을 이용하여 어떻게 금속을 가공하고 단련해 왔는지를 살펴보도록 하겠습니다. 금속재료의 기본 성질 4가지 금속재료의 기본 성질은 크게 네 가지로 분류할 수 있습니다. 첫 번째로 연성(ductile)이 있습니다. 연성이란 금속을 잡아당겼을 때 길게 늘어나는 성질을 의미합니다. 다음으로 전성(malleable)이 있습니다. 사극에서 묘사하는 것처럼 대장간에서 망치로 금속을 두드리게 되면 금속이 펼쳐지는데, 이러한 성질을 전성이라고 정의합니다. 또한 금속은 광택이 나는(tarnishing) 성질이 있습니다. 금속이 햇빛을 받.. 금속재료의 역사 알아보기 금속재료의 역사 알아보기 인류 역사와 함께한 재료공학에 대해 조금 더 자세하게 보기 위해 먼저 금속재료에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 우선적으로 금속재료의 역사에 대해 알아보도록 하겠습니다. 금속재료는 주기율표 상에서 확인할 수 있는 하늘색으로 표시된 원자들이 다 금속 재료에 해당합니다. 주기율표 상의 100개가 넘는 원자들 중에서 거의 대부분이 금속재료에 해당됩니다. 물론 이 금속재료가 다 우리 생활 속에서 활용되지는 않습니다. 이 중 일부는 외계 운석에서 발견된 경우도 있습니다. 금속재료는 기본적으로 최외각 전자의 개수가 3개 이하인 것으로 이해하면 됩니다. 예외로 존재하는 원자들의 경우라도 최외각 전자가 4개 내외로 존재하기 때문에, 전반적으로 최외각 전자의 개수는 3개 이하라고 이해하면 됩니다... 원자 구조와 결합 그리고 결정 원자 구조와 결합 그리고 결정 원자 간 결합에 대해 알아보고자 합니다. 세라믹, 금속, 고분자 재료의 기본은 원자 간 결합에서 출발하기 때문에 각각의 특성들이 어떻게 다르며 어떤 점이 비슷한지 알기 위해서는 원자 간 결합에 대한 이해가 필요합니다. 원자구조는 중앙의 중성자(Neutrons)와 양성자(Protons)가 결합하여 만들어진 핵(Nucleus)과 그 주위를 감싸고 있는 전자(electrons)로 이루어져 있습니다. 현대 물리학(양자론)적 개념에서 전자의 움직임이 과거의 설명과는 조금 다른 부분이 있지만 저희는 그 부분까지는 다루지 않도록 하겠습니다. 따라서 핵과 핵을 둘러싸고 있는 전자로 구성되어 있는 원자로 설명드리도록 하겠습니다. 나트륨(Sodium)이라고 불리는 금속의 원자 구조를 보여주고.. 재료 특성의 열역학적 관점 재료 특성의 열역학적 관점 열역학적 개념을 가지고 있어야 할 것 같아 열역학에 대해서 조금만 얘기하도록 하겠습니다. 하지만 기본적인 것은 아셔야 하는데, 우리가 열역학에서 가장 중요한 것 중 하나가 자유 에너지(free energy)라는 개념입니다. Free energy란 개념을 막연하게 생각하는 경우가 있는데 아주 간단하게 정의할 수 있습니다. Free energy가 무엇이냐 하면 바로 일입니다. 어떤 가지고 있는 시스템이 할 수 있는 최대의 일을 free energy라고 합니다. 다르게 말하면 일로 전환할 수 있는 에너지의 총합이라고 생각하시면 됩니다. Free energy를 수식으로 나타내게 되면 ΔG=ΔH(엔탈피)-T×(ΔS)(엔트로피)를 Gibbs free energy, 즉 free energy.. 이전 1 2 다음
