안녕하세요. 이주형 전문가입니다.
재료공학
Q. 각각의 재료들이 가지고 있는 특성이 다른 이유는?
안녕하세요. 이주형 박사입니다.보통 재료의 특성 차이는 원자들의 결정 구조나 전자의 구조, 또는 원자간 결합의 형태에 따라 기인할 수 있습니다. 결합의 형태만 하더라도, 금속결합, 이온 결합, 공유 결합 등 다양한 형태가 존재하고, 이로 인해 재료의 구분이 되기도 합니다. 따라서 원자 배열이나 결합 종류, 미세구조 같은 것들이 재료의 물리적 또는 화학적 성질을 결정하게 됩니다.
재료공학
Q. 연료전지에 들어가는 MEA 소재와 관련하여
안녕하세요. 이주형 박사입니다.연료전지의 MEA 제조 시 백금과 같은 고가의 금속 소재가 활용됩니다. 자동차 용 연료전지에는 백금이, 수전해 쪽에서는 이리듐 같은 금속이 포함되는데 이것은 수소와 산소의 전기화학 반응을 효율적으로 촉진하기 위해 꼭 필요합니다. 백금의 경우 산소환원 반응 및 수소산화반응에 있어서 뛰어난 활성 및 내구성을 보여주는데, 고가지만 대체가 어려운 현실입니다. 이를 대체하기 위한 많은 연구가 진행중으로 파악하고 있습니다.
재료공학
Q. 재료의 미세구조를 파악하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이주형 박사입니다.미세구조를 분석하면 재료 내부의 결함을 조기에 발견하여 신뢰성을 높일 수 있습니다.또한, 합금 조성이나 열처리 조건을 최적화하여 특정 환경에서의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 아주 작은 구조를 조절하면 새로운 소재를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
재료공학
Q. 복합재료라고 하는것은 일반인들이 쉽게 알수 있는것으로 어떤것이 있나요?
안녕하세요. 이주형 박사입니다.복합재료는 단순히 난해한 재료를 뜻하는 것이 아니라, 서로 다른 물성을 가진 두 가지 이상의 재료를 조합하여 만든 재료입니다. 개별 구성 요소보다 우수한 강도, 경량성, 내열성 등의 특성을 얻기 위해 설계됩니다. 대표적으로 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)이나 유리섬유 복합재 등이 있습니다.
재료공학
Q. MTBF에 대한 추가 질문 드립니다.
안녕하세요. 이주형 박사입니다.활성화 에너지는 주어진 재료의 열적 거동과 고장 메커니즘을 반영하여 실험적 데이터와 경험적 모델을 기반으로 설정됩니다. 일반적으로 반도체는 0.7eV, 금속이나 고분자는 0.6eV 수준으로 적용되지만, 사용 환경과 열적 스트레스 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 저온에서도 MTBF 산출은 가능하지만, 온도에 따른 고장 메커니즘 차이를 고려한 모델 적용이 필요합니다.
기계공학
Q. 기계 설계 할때 품질 개선을 위한것은 어떤것이 있을까요?
안녕하세요. 이주형 전문가입니다.기계 설계에서 생산성을 높이는 방법으로는 자동화 시스템 도입, 최적화된 동력 전달 방식, 그리고 소재 효율성을 극대화하는 구조 설계가 있습니다. 공정 단순화와 유지보수 용이성도 중요한 요소로 작용합니다. 적층 제조나 정밀 가공 기술 활용도 생산성 향상에 기여할 수 있습니다.
기계공학
Q. 컴퓨터, 코딩은 언제부터 배우는게 효과적인가요?
안녕하세요. 이주형 전문가입니다.컴퓨터 학습은 초등 고학년부터 시작하면 논리적 사고와 함께 자연스럽게 익힐 수 있습니다.필요성을 느끼는 순간부터 실습을 병행하면 더욱 효과적입니다. 목적 중심으로 학습하면 나이에 관계없이 빠르게 습득할 수 있습니다.
재료공학
Q. 세라믹 재료의 변형을 최소화하기 위한 가공 방법
안녕하세요. 이주형 박사입니다.세라믹 재료의 변형을 최소화하려면 절삭력이 낮은 다이아몬드 공구를 사용하여 미세가공하는 것이 중요합니다. 또한, 공정 중 냉각수를 충분히 공급해 열 응력을 줄이면 균열 발생을 억제할 수 있습니다. 마지막으로, 가공 전후 열처리나 소결 공정을 최적화하여 내부 응력 분포를 균일하게 조절하는 것이 효과적입니다.
재료공학
Q. 세라믹의 미세구조가 기계적 성질에 미치는 영향은?
안녕하세요. 이주형 박사입니다.세라믹의 미세구조는 입자 크기와 기공 분포에 따라 강도와 파괴 인성이 크게 달라집니다.치밀한 미세구조는 균열 전파를 억제하여 기계적 신뢰성을 높이는 역할을 합니다. 또한, 결정립 계면의 조성과 배향이 내부 응력 분포를 조절하여 내열성과 충격 저항성을 향상시킵니다.
재료공학
Q. 재료의 결정구조는 왜 중요한 것인가요?
안녕하세요. 이주형 박사입니다.결정 구조는 원자의 배향과 결합 상태에 따라 재료의 열전도도와 전자 이동 특성이 달라집니다.동일한 화학 조성이라도 결정구조에 따라 연성, 취성, 전도성이 극적으로 변할 수 있습니다. 나노 수준에서 결정 구조를 제어하면 신소재 개발과 고성능 반도체 제조에 중요한 역할을 합니다.