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녹이 발생되는 이유에 대해서 문의드립니다.
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.녹(부식)은 철 뿐만 아니라, 금속 전반에서 발생하는 현상입니다.금속은 산화되는 현상이 있기 때문에, 산소와 만나서 부식이 될 수 있는 것입니다.쉽게 설명드리면, 산화는 전자를 잃는 과정인데, 금속은 전자를 잘 잃는 물질 중 하나입니다.산소는 전자를 잘 얻는 물질인데, 금속은 전자를 잘 잃는 물질이므로 서로 반응하기가 쉬운 것입니다.철은 산소 및 물과 만나 붉은 산화철이 되는 것을 흔히 녹슨다고 표현합니다.또한, 알루미늄 등은 산소와 만나면 표면에 얇은 피막을 형성하기 때문에 추가적인 부식이 차단되기도 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.09
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세라믹이 잘 깨지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.세라믹은 단단하지만, 잘깨지는 취성(Brittleness)이 있습니다. 세라믹은 대체로 불균일한 부분을 포함하는 부분이 많아서 그 부분을 중심으로 크랙이 발생하기 쉽고, 연성이 부족하기 때문에 에너지를 완충하지 못하고 깨지는 경향이 있는 것입니다.반대로 금속은 힘을 가하면 잘 구부러지거나, 늘어날 수 있는 연성이 있기 때문에 잘 깨지지 않게 됩니다.
학문 / 재료공학
24.10.09
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물질을 이루는 기본 단위는 무엇인가요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.원자(atom)가 물질의 화학적 성질을 유지할 수 있는 가장 작은 단위이기 때문에 물질의 기본 단위는 원자로 칭하는게 일반적입니다.원자보다 더 작은 입자들(양성자, 중성자, 전자 등)이 존재하긴 하지만, 이들 각각은 독립적으로 물질의 화학적 성질을 나타내지 않으므로 일반적으로 "기본 단위"로는 취급하지 않습니다.
학문 / 재료공학
24.10.09
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철은 녹이스는데 스테인리스강은 녹이 슬지 않는 이유는?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.스테인레스 스틸은 철 뿐만 아니라, 크롬 등이 포함되어 있는 합금입니다. (포함되는 물질의 종류나 양은 스테인레스 스틸마다 제각각 입니다.) 다만, 공통적으로 철 보다 잘 산화되는 물질이 포함됩니다. 즉, 녹이슬려면 철이 산소와 만나 산화되는 과정이 필수인데, 철 대신 산화되는 물질이 포함되는 것입니다. 철 대신 산화된 물질은 얇은 산화 피막을 형성하여 철이 산소와 만나는 것을 2차적으로 방지해주기도 합니다. 이에 따라, 잘 녹슬지 않는 것입니다.
학문 / 재료공학
24.10.08
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시멘트는 어떤 원리로 물을부으면 딱딱하게 굳어 지나요
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.시멘트(cement)는 주로 석회를 주원료로 하여 여러 성분을 배합해 만든, 건축 등에 사용되는 접합제의 일종입니다.시멘트가 물을 만나 딱딱해지는 것은, 일종의 화학적 반응인 수화(硬化) 현상 때문입니다.시멘트는 다양한 물질을 포함하고 있지만, 시멘트가 포함하는 주 성분 중 하나인 석회암 또는 규산칼슘 등이 물과 반응하면 칼슘 실리케이트 수화물(Calcium Silicate Hydrate)과 칼슘 수화물(Calcium Hydroxide, Ca(OH)2)이 생성되게 됩니다.이 수화 반응은 시간이 지남에 따라 계속 진행되며, 이때 생성되는 칼슘 실리케이트 수화물과 칼슘 수화물이 시멘트의 입자들을 서로 연결시켜 단단하고 강한 네트워크를 형성하게 됩니다. 이전의 불안정한 상태에서 안정한 상태로 변화하게 되는 것이기도 합니다. 이 과정은 일종의 결정화 과정이기도 하며, 시멘트가 딱딱하고 강한 형태로 고체화됨에 따라 건축물 또는 구조물의 건설 및 공사에 필요한 강도를 제공합니다.
학문 / 재료공학
24.10.08
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금속의 경우 열을 빠르게 전달하던데 그 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.아시다시피 금속은 금속결합을 하고, 금속 내부에는 전자들이 자유롭게 이동하는 '자유전자'들이 존재합니다.이 자유전자들은 열 에너지를 전달하는 매개체 역할을 할 수 있습니다. 이에 따라 보통 열 전도율이 높은 것입니다.
학문 / 재료공학
24.10.08
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원자간의 결합방식에 대해서 질문드립니다.
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.크게, 원자간 전자를 공유하여 결합하는 "공유결합", 금속간에 결합하는 "금속결합", 양이온과 음이온이 결합하는 "이온결합"으로 나뉩니다.
학문 / 재료공학
24.10.08
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LED의 제조와 관련하여 질문이 있어요.
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.LED는 발광소자(Light - Emitting Diode)의 약자입니다. 즉 다이오드라는 반도체의 일종인데요, 전기가 흐를때 전자와 정공이 결합하면서 특정 파장대의 빛을 방출하는 성질을 가집니다.주변에서 흔히 볼 수 있는 LED에는 GaN, InGaN 등의 소재를 사용해서 만든 반도체를 사용한다고 합니다.관련하여 OLED는 유기발광소자로서, 유기물늘 포함하고 있습니다. PFO, 알킬플루오렌 등을 포함하는 유기발광층을 이용해 빛을 방출합니다.
학문 / 재료공학
24.10.07
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초전도체란 무엇을 의미하나요???
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.초전도체는 특정 조건에서 전기저항이 0이되는 물질을 의미합니다. 이에따라 전류가 무한히 손실없이 흐를 수 있기 때문에 전력의 손실을 현저히 감소시키고, 자기 부상열차 등 차세대 발명에 다양히 활용될 수 있습니다.다만, 지금까지 발견된 초전도체의 가장 큰 약점은 극저온 상태에서만 초전도 현상을 보인다는 것입니다. 최근 이슈가 되었던 LK-99 등은 상온에서 초전도 현상을 보이기 때문에(물론, 입증이 되었는지에 대해서는 갑론을박이 있습니다.) 이슈가 되었던 것입니다.
학문 / 재료공학
24.10.07
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실리콘이 반도체 재료로 많이 활용되는 이유는?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.일단 실리콘은 지구 지각 상에서 2번째로 많이 존재하는 원소입니다. (O> Si > MG > Fe...)모래로부터 추출할 수 있기 때문에 다른 재료에 비해 희귀하지 않습니다. (물론 고순도인 것을 두하는게 마냥 쉽지만은 않지만 ^^;)실리콘은 전기전도성이 높고, 4가라서 도핑을 통해 n형이나 p형으로 전기적 성질을 조절하는게 쉽고, 고온에서도 내구성이 있어서 가공공정을 견딜 수 있습니다. 이러한 장점때문에 반도체의 웨이퍼로 많이 사용되는 것입니다.
학문 / 재료공학
24.10.07
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