확산[diffusion] 잔잔한 수면에 잉크를 1방울 조용하게 떨어뜨리면 잉크는 차츰 퍼져가고, 마지막으로는 균일하게 섞여 버린다. 이와 같이 용질이 정지한 용매 속에 퍼져 가는 현상을 확산이라고 한다. 확산현상은 서로 다른 종류의 기체, 액체, 고체 사이에서 관찰된다. A.피크는 1855년에 확산현상에서는'용질의 유속밀도가 농도구배에 비례한다'라는 것을 나타내었다. 그 비례계수는'확산계수'이다. 이것은'피크의 제1법칙'으로 불리우고 있다. 용질원자나 분자의 확산은 용매의 원자 또는 분자와 교환함으로써 일어난다. 1933년에 마타노(俣野)는 유출 및 유입한 용질의 양이 같아지는 면을 정의하였다. 이 면을 마타노계면이라고 부른다. 이 면에 고정된 좌표에 의해 확산의 유속밀도를 측정하고, 그 측정점에 대한 ..
플라스마 CVD법 고온을 필요로 하는 열CVD법이 갖는 결점을 해결하는 방법의 하나로서, 글로방전 등에 의해 분해생성된 플라스마로 화학반응시켜서 박막을 제작한다. 저압가스 속에서 생성한 플라스마는 전자온도가 수만도에 달하지만, 가스온도는 수만도로 낮고 열적비평형상태에 있어 저온플라스마로 불리우고 있다. 즉 기체분자는 분해되지 않는 상태에서 전자에는 충분한 에너지가 주어지므로, 화학반응이 효율적으로 진행된다. 글로방전법에서는 플라스마 속에 기판을 설치하기 때문에 플라스마에 의한 피막의 손상이 문제가 된다. 이 해결을 위해 아르곤, 수소 등의 비성막(非成膜)가스를 마이크로파로 플라스마화하고, 그 에너지로 성막가스의 분해를 하는 방식이 실용화되고 있다. ECR(전자사이클로트론공명)법은 그 일종이다. 플라스마C..
화성처리[chemical conversion coating] 금속을 어느 종의 처리액에 담그거나 잠겨서 직류의 전원을 흐르게 하고, 금속 표면에 무기질의 내식피막 또는 도장하지로서 우수한 특성을 가진 피막을 생성시키는 처리를 말하고, 그러한 피막을 화성처리피막이라고 부른다. 인산염처리는 강, 아연도금강(☞아연도금강판), 알루미늄 등을 대상으로 하고 도장하지로 하는 것이 주요 목적이다. 대상물은 광범위하여 볼트, 너트, 가전제품의 캐비넷, 자동차의 차체, 소재로서의 표면처리 강판 등이 그 예이다. 처리액에는 아연, 철, 망간 등의 인산염 및 질산염, 아질산염, 과염소산염 등의 산화제를 포함하는 수용액을 사용한다. 침지(浸漬)함으로써 인산아연, 인산철 또는 인산망간의 피막을 형성시킨다. 크로메이트처리는 아연..
항온변태[isothermal transformation] 오스테나이트를 Ae1점(727℃∶공석선) 이하의 특정온도로 급냉하고, 그 온도로 유지하여 일으키는 변태. 공석조성의 강(~0.75%C)에 대해 살펴보면 A1점 직하에서는 변태에 약간 시간이 걸리고 ~550℃에서 가장 변태가 빠르게 시작되고 끝난다. 급냉온도의 저하와 함께 또 변태시간은 늦지만 급냉온도가 바로 내려가서 ~200 ℃까지 낮아지면 마르텐사이트변태로 이행한다. 종축을 온도, 횡축을 시간으로 두어 변태의 개시․종료시간을 플롯한 것이 항온변태곡선이다. 상술한 변화가 S자형으로 되므로 이것을 S곡선으로 부르는데, 내용적으로는 TTT곡선이라고 한다. ☞TTT선도
항복[yielding] 물체가 소성변형을 시작하는 것. 물체의 변형을 계측하는 정밀도에 따라 물체의 소성변형 개시시 판단이 좌우된다. 여기서 하나는 내력이라는 척도로 물체의 항복강도를 정의하는 입장, 또 하나는 하중-변위관계에서 현저한 현상을 마크하여 그것을 항복의 척도로 하는 입장이 있다. 전자의 척도로서 보통 사용되는 것은 0.2%내력이다. 이것은 단축인장시험에 있어서 제하했을 때 0.2%의 소성신장이 남는 응력값이다. 실제로는 하중-변위곡선을 이용하여 결정하고 있다. 후자는 소성변형이 현저히 시작될 때 하중-변위곡선에 확실히 한 굴곡, 응력의 저하나 정체 등을 볼 수 있는 경우의 정의이다. 굴곡점의 응력을 항복점응력, 응력의 저하가 있을 때는 그 이전의 극대응력을 상항복점, 저하 후의 극소응력을 하..
합금강[alloy steel] 특별한 성질을 부여할 목적으로 철강재료에 첨가되는 원소를 합금원소라고 하는데, 탄소 이외의 합금원소를 어느 양 이상 첨가한 강을 합금강으로 부르고, 그 밖의 강을 탄소강으로 부른다. 합금강임을 규정하는 그러한 첨가량의 값은 나라에 따라 다소 차이가 있다. 그 때문에 국제적으로는 예를들면 ISO(국제표준화기구)에 의한 규정이나 관세협력이사회의 규정 등이 있다. 후자에 의하면 합금강은 이하의 모든 조건을 만족하는 것으로 되고 있다(어느 것이나 mass%). Al≧0.3%, B≧0.0008%, Cr≧0.3%, Cu≧0.4%, Pb≧0.4%, Mn≧1.65%, Mo≧0.08%, Ni≧0.3%, Nb≧0.06%, Si≧0.6%, Ti≧0.05%, W≧0.3%, V≧0.1%, Zr≧0..
하부베이나이트[lower bainite] 강의 베이나이트변태에 있어서 350℃ 이하의 마르텐사이트변태 온도에 가까운 영역에서 생성시킨 베이나이트조직. 상부베이나이트가 오스테나이트에서 직접 석출한 탄화물에 의한 것에 대해, 하부베이나이트는 과포화페라이트에서 석출한 탄화물에 의한 것으로, 현미경적으로는 흑색 침상(針狀)으로 보이는 조직. 비교적 단단하다. ☞상부베이나이트
환원제련[reduction smelting] 대개의 금속은 광석 중에 화합물인 형태로 발견된다. 이들을 농축, 정제, 채취하는 단계로 환원반응을 이용하는 경우가 대부분이다. 자연계에서 금속 형태로 발견되는 것은 자연금, 자연은, 자연동 정도로 금, 은과 같은 귀금속에서도 통상의 제련에서는 농축, 채취에 산화만이 아닌 환원반응이 이용된다. 한편 산화반응만으로 제련된다고 볼 수 있는 것은 황화광 중의 구리 정도이다. 광석 중 화합물의 형태로서는 산화물, 황화물, 탄산염, 비소화물 등을 기본으로 한 것이 많다. 또 바닷물에서 얻는 경우는 염화물 등으로 되어 있다. 가장 흔히 이루어지고 있는 제련프로세스는 산화배소 등에 의해 화합물의 형태를 산화물로 하고 그것을 환원하는 방법이다. 환원제로는 탄소나 수소가 흔히..
황동[brass] 놋쇠라고도 불리우는 Cu-Zn합금으로서, Pb, Sn, Al, Mn, Fe 등의 원소를 첨가하여 성질을 개선한 합금이다. Cu에 Zn을 가하면 넓은 범위에 걸쳐서 고용체를 만들고, 약 38%까지는 α고용체에서 냉간으로 가공성이 우수하다. 38~43% 조성에서는 α+β고용체가 되어 경도가 증가하고 냉간가공성이 저하하여 열간가공을 실시함으로써 판이나 봉 또는 선으로 한다. α 및 α+β 조성영역의 합금에서 주물도 주조된다. Zn 43%를 넘으면 단단해서 무른 γ상이 생성하므로 43%를 넘지 않는 범위에서 사용된다. 황동의 강도는 Cu에 대한 Zn의 고용강화와 냉간가공에 의한 가공강화에 의한 것으로, 주조와 소성가공이 쉽고 어느 정도의 강도와 내식성과 내마모성을 갖추고 있다. 청동보다도 전기..
귀금속[noble metal] 금, 은과 같이 산화되기 어렵고 화학변화도 받기 어려운 희소가치를 가진 금속의 총칭. 통상 금, 은 및 백금속원소(백금, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴)를 가리킨다. 금은 유사 이전부터 가치의 대표자 지위가 주어져 지금까지 이르고 있다. 그 이유는 희소하다는 것, 아름다운 광택을 가지는 것, 화학변화를 받기 어렵다는 것, 재가공하기 쉽다는 등에 기인하고 있다. 결정형은 면심입방구조로 부드럽고 비중 19.3, 녹는점은 1063℃이다. 금은 산소, 유황 등에 대해 매우 내식성이 좋고 대략의 산에는 침식되지 않는다. 그러나 왕수(진한염산과 진한질산을 3∶1의 용적비로 혼합한 것)에는 녹는다. 연성, 전성(☞전연성)이 모든 금속 중에서 가장 크고 얇은 박(箔)에 가공하기..
금속간화합물[intermetallic compound, intermetallics, IMC] 금속원소끼리 금속원소와 반금속 사이에서 무기화합물과 같은 비교적 간단한 성분원소의 비율로 생성되는 합금으로, 고유의 결정구조를 가지고 성분원소와 다른 새로운 성질을 가지고 있다. 단 일정한 조성비만으로 존재하는 것보다도 다른 성분이나 다른 상의 고용도를 가지고 꽤 넓은 조성 범위에서 존재하는 경우가 많다. 이 조성비는 구성하는 성분원소의 이온가나 원자가와 거의 관계없는 경우가 많다. 결합형식도 금속결합, 이온결합, 공유결합 등을 나타내는 것이 있고, 성질도 금속적에서 반도체적으로 폭이 넓다. 모식적상태도로 나타내면 그림1은 고용한(固溶限)이 없는 경우이고, 그림2는 상당한 고용범위를 나타내는 경우이다. 녹는점은 ..
금속결정[metal cystal] 금속을 만드는 원소는 원소 전체의 약 3/4를 차지한다. 이들 원소의 원자가 모여서 고체로 되는 결합은 금속결합이라고 불리우는 것으로, 전도전자의 바다 속에 양전하의 이온이 규칙적으로 배열한 상태를 상상하면 된다. 전자는 양의 이온에서 인력을 받지만 전도전자는 이온 부근에 있을 확률이 낮으므로, 주위의 이온 모두로부터 인력을 받게 되어 근사적으로 인력을 거의 받지 않는다고 가정할 수 있다. 이 근사가 가능한 경우에는 전도전자를 자유전자로 생각하는 것이 허용된다(자유전자모델). 자유전자를 매개로 한 이온간의 결합력은 방향성을 갖지 않으므로 이온은 탁구공을 빈틈 없이 나란히 한 배열(최밀구조)을 취한다. 단순금속으로 불리우는 알루미늄, 아연 등 대부분의 금속은 최밀구조의 일..