모설 데이

세라믹 재료의 경우 파괴인성보다 작은 값의 응력에도 파괴가 될 수 있습니다. 그 이유는 응력이 가해지는 경우에, 그 응력에 의해 결함이 부식되는 등의 이유로 결함의 길이가 증가하여 응력집중의 정도가 더 커질 수 있기 때문입니다. 세라믹은 결함에 대한 취약성이 높기 때문에, 파괴가 되는 응력의 산포가 크게 됩니다. 응력-변형률 곡선으로 살펴보면, 빨간 x자 표시가 파괴되는 시점인데, 그 산포가 크기 때문에 파단될때의 응력의 분포가 크게 됩니다. 이를 파단확률 - 응력 그래프로 살펴보면 이러한 모습을 띄게 됩니다. 이러한 큰 산포를 가지게 되는 이유는 결함의 존재 확률 때문인데, 시편의 크기나 부피에 따라, 또는 제조 도중 생긴 미세 결함 등의 차이가 있다는 뜻 입니다. 예를들어, 큰 시료의 경우 더 많은 ..

화학평형 (3)에서 반응 진척도에 대해 알아보았습니다. 여태까지 익힌 식을 통해 화학반응식의 예시를 들어 이 진척도의 해석을 살펴보도록 하겠습니다. \(N_2O_4 -> 2NO_2\) 의 반응식으로 살펴보도록 하겠습니다. 진척도에 의해 몰수가 변화하기 때문에 초기 몰 수 1,0 에서 반응을 하면 각각 1-\(\xi\) , 2\(\xi\) 가 됩니다. 이때 전체 몰수가 1-\(\xi\) + 2\(\xi\) 이고 결과적으로 몰 수 \(\frac{1-\xi}{1+\xi}\), \(\frac{2\xi}{1+\xi}\)를 얻게 됩니다. 이때 평형상수 K = \(\frac{(X_{NO_2})^2}{X_{N_2O_4}}\) 이 됩니다. - 분압법칙을 적용해 몰분율을 적용한 값 입니다. 이것이 바로 지금까지 알아봤던 ..

우리는 실제 재료가 이론적인 응력의 한계보다 실제로는 그 한계점이 더 낮다는 점을 알게 됩니다. 실제 재료와 이상재료사이의 괴리가 발생하게 되는 것입니다. 응력-변형률 거동을 보게되면 결함이 없는 이상적인 재료와 1/2/3 세라믹 금속 폴리머 순의 거동을 볼 수 있습니다. 이러한 이유는 결함으로 인해 생긴다고 볼 수 있습니다. 결함이 있을때 그 결함의 첨단 부분에 응력이 집중되는 응력집중 현상으로 이상재료일때보다 파괴강도가 낮아지는 것입니다. 이러한 결함은 재료의 부피가 커질수록 결함이 많아져 파괴가 잘 일어나게 됩니다. 응력집중을 식으로 나타내면 \(\sigma_m = 2\sigma_0(\frac{a}{\rho_t})^{\frac{1}{2}}\) 이때 \(\sigma_m\)과 \(\sigma_0\)의 ..

-연성파괴와 취성파괴 재료의 성질 중 크게 연성과 취성이 있습니다. 간단히 말해 연성은 힘주면 잘 늘어나고 취성은 부서지는 성질입니다. 연성의 경우 소성변형이 상당히 일어난 후에 파괴가 일어나 이 과정중에 많은 에너지를 흡수하고 취성은 소성변형이 거의 일어나지 않고 파괴가 일어나므로 흡수에너지의 양이 매우 적습니다. 따라서 연성 재료의 인성이 크므로 연성파괴가 일어나는데 더 많은 에너지를 요구합니다. 전단면을 기준으로 살펴보면 그림을 보면 가장 왼쪽이 소성변형이 크고 중간이 그다음, 가장 오른쪽은 소성변형이 거의 없습니다. 따라서 큰 연성 / 중간 연성 / 취성 으로 볼 수가 있죠. 이때 소성변형이 큰 것은 균열이 천천히 진전 되었으므로 안정된 균열이고 취성재료의 경우 균열이 매우 빠르게 진전되었으므로 ..

이번 포스팅에서는 이온재료와 고분자 재료에서의 확산에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 1. 이온 재료 이온재료의 경우 화합물에서 금속에 비해 확산을 알아보기 복잡합니다. 그 이유는 이온성 재료는 반대전하를 가진 두 이온의 확산에 대하여 고려를 해주어야 하기 때문입니다. 그 특징을 살펴보면, 1. 이온빈자리는 재료의 전기적 중성을 유지하기 위해 양이온에 음이온이 함께 쌍으로 생기게 됩니다. 2. 이온 빈자리는 전하량이 다른 동위원소가 들어오는 등 비화학량론 조성을 가진 화합물을 형성합니다. 3. 전하량을 맞추기 위해 모 이온과 다른 원자가를 가진 치환형 불순물에 의해 이온 빈자리가 생성됩니다. 이렇듯 이온 재료의 확산에 있어서 전기적 특성은 떼어낼 수 없는 관계를 가지게 됩니다. 따라서 이런 전하가 있는 이..

금속으로 구조물을 만들려면 적절한 강도와 연성이 필요한 합금을 만들어 주어야합니다. 여기서 전위의 중요성이 대두되는데, 금속의 강화와 소성변형은 큰 관련이 있기 때문입니다. 이번 포스팅에서는 금속의 강화 방안에 대해 알아볼 것인데, 크게 네가지로 나누어 보았습니다. 결정립 미세화, 고용체강화, 석출강화 그리고 가공경화 입니다. 결정립미세화는 전위와 큰 연관이 있는데, 그 이유는 결정립이 작아지면 곧 결정립계가 많아진다는 뜻이고, 이는 전위의 움직임에 장애물로 작용하여 슬립을 방해하게 됩니다. 그 이유는 결정립의 방향이 다르므로 전위가 진행하기 위해 운동방향을 바꾸어야하는데, 여기서 더 많은 에너지가 들어가고, 또한 무질서한 배열이 한 결정립에서 다른 결정립으로 가는 슬립면의 불연속을 초래하게 됩니다. 따..

칼날전위, 나사전위, 혼합전위들은 https://new-material.tistory.com/81 전위의 특징 - 변형장/슬립계 결정형에따른 슬립계 모든 재료에 전위는 존재하지만 재료에 따라 전위의 이동정도에 차이가 있습니다. 금속은 전위의 이동이 쉽고 세라믹의 경우는 보통 어렵습니다. 금속에서 전위의 이동은 본래 있던 결합을 끊고 옆의 원자와 결합.. new-material.tistory.com 에서 알아본 슬립면과 슬립방향을 따라 작용하는 전단응력에 의해 이동합니다. 이러한 전단응력을 분해전단응력이라고하는데, 우선 단결정에서의 슬립계에 대해 알아보도록 하겠습니다. 그림으로 살펴보면 축과 슬립면의 수직방향이 이루는 각을 \(\phi\), 축과 슬립방향이 이루는 각을 \(\lambda\)라고 하면 \(F..

모든 재료에 전위는 존재하지만 재료에 따라 전위의 이동정도에 차이가 있습니다. 금속은 전위의 이동이 쉽고 세라믹의 경우는 보통 어렵습니다. 금속에서 전위의 이동은 본래 있던 결합을 끊고 옆의 원자와 결합하는 것을 반복하며 일어나게 되는데 전위가 이동하며 소성변형을 일으킵니다. 전위의 수, 즉 재료의 전위 밀도는 단위부피당 총 전위 길이 따라서 단위는 mm를 \({mm}^3\) 으로 나눈 \({mm}^{-2}\) 가 됩니다. 금속에서의 전위에 대해 더 알아보면, 금속에서 전위의 몇몇 특징은 기계적 성질에 중요한 역할을 하게 됩니다. 그중 변형장이 있습니다. 이것은 전위의 움직임과 전위가 늘어나는데 영향을 미칩니다. 전위가 일어났을때 전위선 기준하여 압축력과 인장력을 받는 부분이 나뉘어지게 됩니다. 이때 빨..