모설 데이

우선 상평형도 즉 상태도를 분석하기 위해 이성분계에 대한 지식을 쌓고 가겠습니다. -응축상률 고상과 액상을 응축상이라고 합니다. 재료공정에서 액상과 고상의 증기압이 매우 낮다면 기상을 제외할 수 있고, 압력이 일정하다면 기분 상률 식 F = C-P+2 이 F = C-P+1이 됩니다. -열역학 단성분계에서는 Gibbs함수의 전미분식이 dG = (\(\frac{\partial G}{\partial P}\))dP + (\(\frac{\partial G}{\partial T}\))dT 로 나타나게 됩니다. 위 식은 G가 T 와 P에 대한 함수라는 뜻이고, 단성분계이므로 조성이 불변하므로 n값이 없는 식입니다. (n은 몰 수) 이때 이성분계에서는 성분이 2개이므로 조성이 변합니다. 따라서 이성분계 G는 T,P,\..

G-P-T 그래프 gibbs에너지 G는 온도(T), 압력(P), 조성(\(n_i\))의 함수입니다. 따라서 G(T,P,\(n_i\))인데, 단성분계에서 조성은 일정한 값이 됩니다. (단성분 (조성은 100프로)) G(T,P)는 T-P-G좌표계에서 에너지면을 나타냅니다. 이는 그림으로, 이러한 형태로 나타납니다. 만약 두 계 \(\alpha\),\(\beta\)가 있다고 한다면, 이 두 계의 깁스 에너지는 그림으로 이렇게 나타나게 됩니다. 위의 그림에서 빨간 점선 부분이 계가 평형상태인 부분인데, 두 계가 평형 상태라면 두 계의 깁스 에너지는 같아집니다. \(G^{\alpha}\)=\(G^{\beta}\) 이때 평형 상태인 경계선 기준 좌측은 \(\alpha\)계의 깁스 에너지가 낮고 우측은 \(\beta..

Rault 법칙은 이상용액에서 사용하는 식 입니다. 용액과 평형하는 증기상 중 i 성분의 분압은 순수한 i물질의 증기압과 용액중 몰분율에 비례합니다. 이를 식으로 나타내어 \(P_i\) = \(x_iP^*_i\)가 됩니다. Rault법칙을 2개의 용액이 혼합되는 과정에서 살펴보도록 하겠습니다. A와 B용액을 혼합한다 하였을 때 순수한 A물질의 증기압을 \(P^*_A\) 순수한 B물질의 증기압을 \(P^*_B\)라고 하면 B물질의 몰분율 증가에 따라 증기압이 직선적으로 감소하는 모양새를 띄게 됩니다. \(P_i\) = \(y_iP\) = \(x_iP^*_i\)를 성립하는데, 이떄 \(y_i\)는 증기상의 몰분율, \(x_i\)는 용액 상의 몰분율을 나타냅니다. 증기압이 높을 수록 증발이 잘되는데, 그 이유..

clapeyron 식은 단일성분 2상계에서 압력과 온도사이의 관계를 나타내어주는 식입니다. 평형상태에 있는 \(\alpha\)상과 \(\beta\)상이 있을때 두 상 간에 \(\mu_{\alpha}\)와 \(\mu_{\beta}\)가 같게 됩니다. \(\mu_{\alpha}\) = \(\mu_{\beta}\) 이때 온도와 압력이 일정하다면 (등온,등압) \(\overline{G}_{\alpha}\) = \(\mu_{\alpha}\) \(\overline{G}_{\beta}\) = \(\mu_{\beta}\)가 성립하게 됩니다. 따라서 \(\overline{G}_{\alpha}\) = \(\overline{G}_{\beta}\)가 되고 이때 d\(\overline{G}_{\alpha}\) = d\(\ove..

재료를 이용해 설계를 하는데 있어서 재료의 미세구조를 파악하는 것은 굉장히 중요합니다. 이러한 미세구조는 상태도 특성에 관련이 있기 때문에 상태도를 해석하는 것 또한 굉장히 중요합니다. 상태도는 물질에 대한 여러가지 정보를 제공해 줍니다. 두 원소가 결합 하였을 때 어떠한 상태로 평형을 이루고 있는지, 또한 온도나 여러가지 조건에 따라 어떻게 변화하는지에 대해 말입니다. 우선 상태도를 보면, 알아야 할 단어들이 있습니다. 우선 예를 들어 생각해 보겠습니다. 위 그래프를 물에 설탕을 넣는 그래프라고 생각해 보겠습니다. 가로축 (x축)을 wt% (용액에 넣은 용질의 무게의 비) 로 생각해보면, 오른쪽으로 갈 수록 설탕의 양이 증가합니다. 이때 설탕의 양을 지속적으로 증가시키면 처음에는 설탕물이 형성되다가 용..

피로 파괴가 반복되는 하중이 계속해서 있는 것이라면, 크리프는 고온에서 정적인 하중이 계속될때 일어나는 것입니다. 이 또한 인장강도에 미치지 않는데도 파괴가 일어나는 현상이 생기므로 굉장히 중요한 부분입니다. 따라서 굉장히 시간 의존적인 함수입니다. 이러한 변형은 전적으로 탄성변형 입니다. 우선 그래프를 먼저 보도록 하겠습니다. 이러한 시간 의존적인 함수의 변형률-시간 그래프는 세구역으로 나뉘어지게 됩니다. 그래프에서 표시한 1차,2차,3차인데 1차 크리프는 전이 크리프라고도 하며 크리프 속도가 연속적으로 감소하며 곡선의 기울기가 감소합니다. 이는 변형 경화로 인해 변형 속도가 감소하는 현상으로 생기게 됩니다. 2차 크리프는 정상상태 크리프라고 하며 직선영역에 해당합니다. 여기서는 변형경화와 회복현상이 ..

지금까지 파괴인성과 인장 강도 등에 대해 알아보았습니다. 그런데, 구조물의 사건 사고등을 살펴보면, 이러한 한계치에 도달하지 않는데도 파괴가 일어나는 경우가 있습니다. 그 이유가 바로 피로파괴와 크리프 때문입니다. 이번 포스팅에서는 피로파괴에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 우선 피로파괴는 정적 하중의 인장 강도보다도 아주 낮은 응력상태로 오랜시간 동적인 변동응력이 가해질 때 생기게 되는데, 이러한 피로의 형태는 크게 3가지가 있습니다. 첫번째로 교번 응력 사이클 이 사이클은 최대 인장응력(+)과 최소 압축응력(-)의 크기가 같습니다. 즉 절대값의 크기가 같습니다. 두번째로 반복 응력 사이클 이 사이클은 최대 인장응력과 최소 압축응력의 크기가 다릅니다. 즉 절대값의 크기가 다릅니다. 세번째는 규칙이 없이 ..

공학적인 설계시에, 파괴 인성 값인 \(K_{Ic}\)값을 적용하게 되지만 변수가 생기게 됩니다. 이러한 변수는 가혹한 조건일 때 생기게 되는데, 저온의 환경일떄, 높은 변형률 속도 일때, 혹은 3축 응력상태에 있어 변수를 측정해야만 합니다. 3축 응력상태에 있어서의 변수는 노치를 통해 측정 가능하게 됩니다. 충격 시험법을 통해 이러한 변수들을 측정하여 극복할 수 있는데, 충격시험법에는 두가지 종류가 있습니다. 첫번째는 샤르피(Charpy) 충격 시험법 두번쨰는 아이조드(Izod) 충격 시험법이 있습니다. 두 가지 충격 시험법의 차이는 시편 고정방법, 인가하중 방향과 균열 전파 방향이 다르다는 점에 있습니다. 이 차이는 노치의 방향에 따라 달라지게 됩니다. 그림으로 살펴보면, 이렇게, 추가 충격을 가할때..