본문 바로가기

분류 전체보기

(17)
세상에서 가장 강한 재료는? 세상에서 가장 강한 재료는? 강하다, 단단하다, 질기다는 말이 나왔는데 일상생활에서는 강하다, 단단하다, 질기다는 말들이 그렇게 큰 차이가 없는데 재료 공학에서는 엄밀하게 다른 용어로 사용되고 있습니다. 일단 강하다, 단단하다, 질기다에 해당하는 재료 공학적 용어를 같이 살펴보겠습니다. 강하다는 얘기는 보통 강도, 영어로는 strength라고 얘기를 합니다. 강도라는 것은 정해 놓은 것처럼 복구될 수 없는 변형이 있기 전까지 버틸 수 있는 정도입니다. 예를 들어서, 금속의 막대가 있는데 이것이 휘었다면 여러분들이 다시 되돌릴 수가 없죠. 이미 이것은 그 강도 이상의 힘이 주어졌기 때문이다라고 평가를 할 수 있습니다 강하다, 단단하다, 경도 구분 반면에 강하다와 단단하다를 잘 구분하지 않는 분들이 많은데 ..
최초의 인공재료 - 복합재료 최초의 인공재료 - 복합재료 벽돌 속에 숨어 있는 재료 공학을 알아보겠습니다. 우리 인류의 역사상 가장 중요한 것이 뭔가요? 의식주입니다. 의, 식, 주가 굉장히 중요한데 의 경우는 자연에게 얻었던 기간이 굉장히 길었습니다. 뒤에서 한 번 인공섬유에 대해서 얘기를 할 기회가 있을 것이고 반면에 주거에 관련된 것들은 아주 역사가 깊죠. 재료 공학이 함께 달려왔기 때문입니다. 삶에 있어서 살아가는 공간을 해결해주는 가장 중요한 재료 중 하나가 벽돌이라고 할 수 있습니다. 벽돌의 역사를 들여다보면 가장 오래된 인류의 역사 기록 중 하나라고 하는 성경에 보면 창세기의 바벨탑 이야기 중에 이런 이야기가 나옵니다. ‘벽돌을 만들어 견고히 굽자’ 이 말은 예전 사람들도 벽돌을 이미 만들어서 구우면 아주 견고해진다는 ..
인류 역사와 함께한 재료공학 인류 역사와 함께한 재료공학 재료공학에서 미세조직이 차지하는 비중이 얼마나 큰 지를 계속 강조를 했지만 실제로 미세조직이 어떻게 영향을 주는지는 확인을 못했죠. 그것을 확인하기에 앞서 머리를 식힐 겸 재료공학의 역사, 그리고 왜 재료공학의 역사가 인류의 역사라고 하는지에 대해서 잠깐 살펴보도록 하겠습니다. 인류의 역사와 재료공학의 역사 인류의 역사와 혹은 재료공학의 역사는 항상 함께 해 왔습니다. 불의 발견과 함께 시작됐던 거죠. 불이 어떻게 발견되었는지 정확하게 알려져 있지는 않지만 ‘자연에서 천둥 번개가 치는 어느 날 번개가 나무를 때리고 나무에 붙은 불을 보면서 사람들이 불을 발견하지 않았을까?’라고 생각합니다. 불이 주는 중요한 성질 중 하나가 바로 음식이죠. 음식을 불에다 익혀 먹으면 엄청 맛이..
미세조직의 의미 이해하기 미세조직의 의미 이해하기 보통 전자 제품이라던지 여러 가지 물건에 들어가는 재료들은 보시는 것처럼 cm 단위 혹은 mm 단위 크기의 재료가 들어가게 됩니다. 이 일부를 현미경을 사용해서 확대를 해보게 되면 내부에 이와 같은 미세조직을 보실 수 있게 됩니다. 여기에 하나하나 보이는 알갱이들은 저희는 grain(입자)라고 부르고, grain과 grain의 경계를 grain boundary(입계)라고 부릅니다. 이런 것을 우리는 미세 조직이라고 부르고, 그리고 이 미세 조직을 아주 국소적인 부분을 10-9 m 단위, 원자 단위까지 들어가게 되면 오른쪽 그림과 같은 원자들의 위치를 확인할 수 있는 미세조직도 볼 수 있게 됩니다. 이 세 가지 다른 크기 영역들이 서로 유기적으로 연결되어 있는 것이 재료공학이고 이..
재료공학이 다루는 재료들 재료공학이 다루는 재료들 재료공학이라는 것은 과거에서부터 인류의 5000년의 역사와 함께한 것입니다. 앞서 재료공학은 전통적 의미의 재료공학과 현재 소위 말하는 신소재 공학 두 가지를 아울러서 말하는 학문입니다. 재료공학을 조금 더 이해하기 위해서는 전통적인 의미를 아셔야 합니다. 어떤 학문을 공부하더라도 가장 중요한 것 중 하나는 학문이 걸어온 역사를 아는 것이 중요하다고 생각합니다. 그것을 알게 되면 미래가 보이기 때문입니다. 그래서 전통적 의미의 소재에 대해 먼저 살펴보도록 하겠습니다. 전통적 의미로는 소재를 3개로 나눕니다. 알루미늄으로 나와있지만 금속 재료, 세라믹 재료 그리고 고분자 재료로 나뉩니다. 이 중 가장 오래된 재료는 금속과 세라믹 재료입니다. 고분자 재료는 실제로 20세기에 들어서면..
신소재 공학의 연구과제 신소재 공학의 연구과제 신소재 공학은 이것이 끝이 아닙니다. 그것보다 한 단계 더 앞으로 나아가서 우리가 눈으로 보거나 현미경을 통해서 보는 그 이상의 미세조직까지 들어가서 신소재공학을 완성된 학문으로 만드는 방법이 있습니다. 그중에 4가지를 대표적으로 적었습니다. 기본적으로 신소재공학이 추구해가는 방향이라는 것은 자연을 어떻게 묘사하는가입니다. 자연은 수 억년의 세월 동안 서서히 최적화된 형태로 진행되어 온 것이 자연입니다. 그래서 우리는 자연을 바라보면서 많은 것을 알고 보게 됩니다. 자연에서 우리가 배운 것들의 대표적인 4가지를 정리하면 다음과 같습니다. 하나는 극한 환경에 사용되는 재료입니다. 자세한 내용은 뒤에서 살펴보겠습니다. 다음으로 자연을 모사하는 재료로 더 자연에 가까운 재료를 만들어내는..
재료 공학의 의미 - 미세조직이다 재료 공학의 의미 - 미세조직이다 미세조직을 쉽게 이해하여 표현하면 미세조직이란 우리가 눈으로 볼 수 없는 어떤 구조를 미세조직이라고 합니다. 재료의 경우는 앞에서 공부했던 것처럼, 재료공학은 원자 단위에서부터 100 마이크로미터 정도까지 다룹니다. 머리카락 두께가 100 마이크로미터 근처입니다. 머리카락은 눈으로 보이지만 머리카락 가까이의 표면이 어떤지는 잘 안 보입니다. 그런 것처럼 우리 눈으로는 볼 수 없지만 현미경이라든지, X-ray라는 장비를 통해서 본다든지, 라만이라고 하는 장비 등의 다양한 형태의 분석 장비들을 통해서 들여다볼 때 우리가 볼 수 있는 조직을 미세조직이라고 합니다. 예를 들어보면, 옆에 그림을 보면 한지가 있습니다. 한지는 그 자체로 다른 어떤 종이보다 아주 우수한 종이입니다...