고엔트로피 합금에서 격자 뒤틀림이 기계적 특성에 미치는 영향에 대해 질문드립니다

Question

안녕하세요

고엔트로피 합금의 경우 여러 원소들이 무질서하게 배열되면서 심한 격자 뒤틀림이 발생하는데요 이러한 격자 뒤틀림이 전위의 이동을 방해하여 강도를 높인다는 것은 이해했습니다

그런데 이런 격자 뒤틀림이 실제로 어느 정도의 크기로 발생하는지 그리고 이를 정량적으로 측정할 수 있는 방법이 있는지 궁금합니다 X선 회절 분석이나 투과전자현미경으로 관찰이 가능한건가요

또한 합금 원소의 원자 반경 차이와 격자 뒤틀림 정도는 어떤 상관관계를 가지는지도 알고 싶습니다 예를 들어 CrMnFeCoNi와 같은 전형적인 고엔트로피 합금에서 각 원소들의 원자 반경 차이가 실제 격자 변형에 어떻게 기여하는지 궁금합니다

그리고 이런 격자 뒤틀림이 기계적 특성 외에도 전기전도도나 열전도도 같은 물성에는 어떤 영향을 미치는지 혹시 이와 관련된 연구 결과나 이론적 설명이 있다면 알고 싶습니다

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

고엔트로피 합금의 격자 뒤틀림은 원자 반경 차이로 인해 발생하며 이는 X선 회절 분석(XRD)과 투과 전자 현미경(TEM)을 통해 정량적으로 분석 가능합니다. XRD 패턴의 피크 broadening 분석을 통해 격자 변형률을 계산하고, TEM 이미지를 통해 원자 수준의 격자 뒤틀림을 직접 관찰할 수 있습니다. 또한 원자 반경 차이가 클수록 격자 뒤틀림이 심해지며 이는 전위 이동 방해를 통해 강도 증가에 기여하지만 동시에 전기 및 열 전도도를 감소시키는 경향이 있습니다.