응력[stress] 물체 각 점에 대한 단위면적당의 하중. 각 점에 있어서 면의 방향은 3차원공간에서는 서로 직교하는 3방향을 정할 필요가 있고, 또 하중은 그 각 면 위에서 3방향의 성분으로 분해된다. 따라서 어느 점의 응력은 9개 양의 조합으로 정의된다. 각 면 위에서 면에 평행한 방향에 작용하는 하중은 면을 깎는 것처럼 작용하고 있으므로, 이것을 전단응력성분이라고 한다. 면에 수직으로 작용하는 하중은 법선응력 또는 수직응력이라고도 한다. 물체 회전의 평형에서 면의 방향과 하중의 방향을 교환한 소위 켤레인 성분끼리는 같다. 이와 같이 정의된 응력에 따라 각 점 임의의 면 위에 단위면적당 하중의 3방향성분이 유도된다. 이 임의 면 위의 단위면적당의 하중을 면력(面力)이라고 한다. 응력부식[stress ..
실리콘[silicon] 실리콘(규소)은 대규모 집적회로의 기반(基盤) 등에 쓰이는 대표적인 반도체재료이다. 지표에는 산소 다음으로 많이 존재하고 약 25%를 차지하는 것으로 일컬어지고 있다. 1824년에 베르셀리우스에 의해 발견되었다. 녹는점은 1412℃, 밀도는 2.328 g/cm3, 결정구조는 다이아몬드형으로 가수(價數) 4를 갖는다. 저항률은 103Ω․m이고, 금속과 절연물의 중간으로 음의 온도계수를 갖는다. 전기적특성은 10-6～10-7 at%의 미량인 불순물이나 격자결함 등 결정의 불완전성에 크게 영향을 미치고, 5가의 인(燐) 등을 첨가하면 n형반도체로 3가의 보론 등을 첨가하면 p형반도체가 된다. 정류기소자, 다이오드, 트랜지스터, 집적회로, 사이리스터, 태양전지 등 각종의 전자공업제품에 쓰..
알루미늄합금[aluminum alloy] 통상 알루미늄과 기타 첨가원소를 녹여서 제조된다. 녹여서 단단해진 만큼의 주물상태에서 대부분 쓰이는 주조용합금과, 단단해진 후 다시 열간압연․열간압출 등의 열간가공이나 냉간가공에 의해 성형되는 전신용합금으로 나누어서 다루어진다. 전자에는 자동차의 엔진부품 등에 쓰이는 실루민 등이 있고, 복잡한 형상의 것을 만드는 데도 이용된다. 주물은 그 후의 가공도 생략할 수 있는 것이나 스크랩을 대량 사용할 수 있으므로, 생산 코스트저감에 유리하여 널리 쓰이고 있다. 이 주조용합금의 기계적 특성은 전신재합금에 비해 낮으나 주조결함을 될 수 있는 대로 적게 하여 열처리함으로써 꽤 개선할 수 있다. 전신용합금은 그 합금 속에 들어있는 원소의 종류에 따라 분류되어 호적이 정해져 있..
오스테나이트[austenite] 면심입방구조의 γ철에 탄소 등 다른 원소가 고용(固溶)한 상(相)의 명칭. 영국인 오스텐(R. Austen)의 이름을 따서 명명되었다. Fe-C계의 오스테나이트는 726～1495℃ 사이에서 안정상으로 존재하고, 탄소강에서는 급냉해도 오스테나이트만의 조직은 얻지 못하지만 Mo 또는 Ni을 첨가하면 쉽게 오스테나이트조직이 얻어진다. 비자성으로 전기저항은 크고, 경도는 마르텐사이트보다 작으나 인장강도에 비교하여 신장은 크다. 오스테나이트의 안정화[stabilization of austenite] 강의 오스테나이트가 안정화되고 마르텐사이트로의 변태가 일어나기 어렵게 되는 현상. 마르텐사이트변태 도중에서 냉각을 중단, 그 온도를 유지하면 냉각을 재개해도 마르텐사이트변태는 바로 재개..
연삭과 연마 기술용어의 차이 연삭[fine cutting] 선반, 밀링머신, 드릴링머신 등을 이용하여 거칠게 만든 것을 부품의 형태로 좋은 정밀도로 완성하는 가공. 고능률이 요구되므로 고속으로 공구와 재료가 접동하면서 절삭이 진행된다. 절삭하는 기구는 고속전단변형이다. 따라서 공구에 작용하는 압력은 재료의 세기에 있어서 대단히 높다. 온도도 마찰열이 대량 발생하므로 고온이 된다. 그러한 이유로 절삭에 사용되는 공구용 재료는 내열성에 우수하고 고온으로 재질이 안정하여 강도가 충분 유지되어야 한다. 공구재료로서는 고속도강이 19세기말에 개발되어 20세기초에는 텅스텐탄화물을 코발트로 체결한 초경합금이 발명되었다. 이들을 하지로 하고 그 위에 경질의 금속탄화물을 피복하여 공구로서의 성능을 향상시키는 시도도 이루..
용융아연도금[galvanizing] 갈바나이징은 일반적으로 철강재료에 아연층에 의한 피복을 실시하는 것을 가리키는데, 협의로는 용융아연도금을 의미한다. 용융아연도금은 용융한 아연욕 속에 철강재료를 일정시간 침지(浸漬)함으로써 ZN/Zn-Fe/Fe의 표면피복층을 형성시키는 표면처리법이다. 박판, 압연강재, 관재, 선재, 볼트․너트, 주단조품 등 다양한 형상의 철강제품이 용융아연도금 처리되고 있다. 부식되기 쉬운 철강재료에 아연을 피복함으로써 내식성을 향상시키는 것이 용융아연도금의 최대목적으로서, 장기간 방청내식성이 필요한 가드레일, 펜스, 철탑 등 철강구조물에 널리 응용되고 있다. 아연표면에 생성하는 치밀한 산화피막은 부식의 진행을 억제하고, 피막이 파괴되었어도 철보다 비(卑)한 아연의 희생방식작용에 따라..
레이저가공[laser processing] 레이저를 이용하여 용접, 표면개질, 국부열처리 기타 재료의 특성향상을 꾀하는 것. 레이저는 단색성과 동기성이 극히 높은 고에너지밀도의 광선이다. 따라서 물체에 입사하면 그 조사부를 극단시간에 가열할 수 있다. 또 화합물을 이온화하여 플라스마상태를 만들어 낼 수 있다. 이러한 레이저의 성질을 가공프로세스에 응용하는 시도가 레이저의 개발과 함께 크게 전개해 왔다. 레이저가 조사부를 급속히 가열할 수 있는 것을 이용한 가공법으로는 종래의 용접이나 용단(溶斷)의 열원으로서 레이저를 이용하는 레이저용접이나 레이저커팅이 있다. 급속히 가열할 수 있는 것은 주위의 전열을 극력 작게 유지할 수 있다는 점으로, 용접할 때 열영향부라고 하는 조직이상부의 규모를 억제하거나, 정확한..
마르텐사이트변태[martensitic transformation] 일반적으로 고체 중에서 상변태에는 2개의 형이 있다. 하나는 규칙-불규칙변태와 같이 결정 속을 원자가 장거리 확산함으로써 진행하는 변태로 확산형상변태라고 불리운다. 또 하나는 원자의 확산은 수반하지 않고 원자의 협력적인 변위에 따라 진행하는 상변태로 무확산변태(diffusionless transformation), 또는 이 변태조직의 발견자의 이름을 따서 마르텐사이트변태라고 불리운다. 이 사정을 알기 쉽게 하기 위해 2차원적인 모식도(模式圖)를 이용하여 설명하고자 한다. 그림 중의 모상(母相)은 고온에서 안정하고 마르텐사이트상은 저온에서 안정한 것으로 한다. 지금 모상은 대칭성이 높은 정방형의 구조를 가지고 있는 것으로 하고, 변태에 따라..
니켈-크롬합금[nickel-chromium alloy] Ni에 Cr을 첨가해 두면 ①전기저항이 급증하지만 그 온도변화는 작다, ②내산화성․내식성이 향상된다, ③순Ni에 대한 열기전력이 급증한다, 등의 변화가 일어난다. ①니크롬선은 전열선의 대명사였다. 80% Ni-20% Cr합금은 그 대표로서 150℃까지 쓰인다. 60% Ni-15% Cr-25% Fe합금도 실용 니크롬선이지만 이것은 1075℃까지이다. ②내열합금으로는 15～20%의 Cr을 함유하고 대(對)크리프성(☞크리프)를 갖기 위한 Ti, Al 등을 첨가한다. 이와 같이 하여 개발된 내열합금이 나이모닉, 인코넬이다. 또 Ni-Cr합금에 Fe, Mo, W 등을 첨가한 내식성합금으로 하스텔로이가 있다. ③크로멜-알루멜열전쌍(JIS에서는 K형(구칭 CA형..
니켈도금[nickel plating] 니켈도금의 용도는 장식, 방식, 전주(電鑄), 기타 특수용 등이다. 도금욕에는 황산니켈, 염화니켈, 붕산으로 되어 있는 와트욕과 그 유사욕, 더욱이 염화니켈 대신에 염화암모늄을 사용하는 복염욕이나 술파민산욕 등이 있다. 무광택니켈도금 및 광택니켈도금 이 있는데, 광택도금은 와트욕에 술폰산나트륨염의 광택제(brightener)를 첨가함으로써 얻어진다. 광택도금에는 광택제에 유래하는 유황이 함유되므로 무광택니켈의 외층에 광택도금을 형성시키는 다층도금에 의해 부식을 외층에 평행한 표면에 진행시켜서 바탕금속의 부식이 시작될 때까지의 시간을 길게 할 수 있다.
니켈합금[nickel alloy] 니켈(Ni)합금은 자성, 전기, 내열 및 내식재료 등 용도가 넓다. ①자성재료 Ni합금은 합금원소에 의한 각종 자성재료가 된다. Ni-20～30% Fe합금은 퍼멀로이라고 하여 고투자율재료이다. Ni-50～60% Fe합금은 자기장의 강도가 변화해도 투자율이 변화하지 않는 항(恒)투자율재료가 된다. 또 35.5% Ni- Fe합금은 합금의 자성이 기인이 되어 열팽창계수가 극히 작은 인바(언바)가 된다. 조성을 선택하면 열팽창계수를 변화할 수 있으므로 유리봉입용의 합금으로서 유리와 같은 열팽창계수를 가진 뒤멧(40～50% Ni-Fe), 코발트9% Ni-18% Co- Fe)가 만들어지고 있다. 37.5% Ni-12% Cr-Fe에서는 강성율의 온도변화가 작은 엘린바가 된다. 또 F..
니하드[Ni-hard] Robins Conveyors사(미국), Internation Nickel사(미국), Thomas Foundries사(미국), Sheepbridge Alloy Casting사(영국), Follsain Wycliffe Foundries사(영국) 등의 Ni-Cr 칠드주철. 각사에서 다품종이 있다. 내마모성, 내식성에 우수하기 때문에 피스톤, 실린더, 실린더라이너, 클러치, 프레임, 크러셔, 롤, 피더베인 등에 쓰인다. 니하드∶C 3.2～3.8%, Si 0.3～0.8%, Mn 0.3～0.8%, Ni 3.5～5.5%, Cr 1.5～2.5%, 나머지 Fe. 니하드타입3∶C 1.0～1.6%, Si 0.4～0.7%, Mn 0.4～0.7%, Ni 4.0～4.75%, Cr 1.4～1.6%, 나머지..
