경상대 제조공학 3장 연습문제

소개글

제조공학 3장 답입니다.

목차

3.1 단위격자와 단결정의 차이점을 설명하여라.
3.2 금속의 결정구조를 공부하는 이유는 무엇인가?
3.3 재결정이 금속의 성질에 미치는 영향은 무엇인가?
3.9 결정구조가 다르면 강도나 연성이 달라지는 이유를 설명하여라.
3.20 다음 용도에 적합한 금속을 제시하고, 그 이유를 설명하여라.

본문내용

3.1 단위격자와 단결정의 차이점을 설명하여라.

금속이 용융상태로부터 응고될 때, 원자들은 결정이라고 하는 정렬된 형태로 배열되고, 반복되는 원자의 배열을 격자구조 라고 합니다. 특정 금속의 격자구조 특성을 보여주는 가장 작은 원자그룹을 단위포 또는 단위격자라고 합니다. 이에 반해 단결정은 다수의 단위격자가 고르고 규칙적으로 연결된 하나의 집단입니다.

3.2 금속의 결정구조를 공부하는 이유는 무엇인가?

원재의 배열, 즉 금속구조는 금속의 거동과 성질, 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 결정 구조를 공부하면 금속구조에 대한 지식으로부터, 금속의 거동과 성능을 예측하여 성질을 평가하고 조절할 수 있으므로, 특정 용도에 맞는 적절한 금속을 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 제트엔진용 터빈블레이드를 단결정으로 만들면, 일반 주물이나 단조품보다 우수한 성질을 갖습니다.

3.3 재결정이 금속의 성질에 미치는 영향은 무엇인가?

재결정 온도에는 전위밀도와 강도,경도를 낮추고, 연성을 증가시킵니다. 또한 미세 결정립이 새로 생깁니다.

3.9 결정구조가 다르면 강도나 연성이 달라지는 이유를 설명하여라.

서로 다른 결정구조는 각 구조를 형성하는데 필요한 에너지를 최소화 하기 위함입니다. 즉, 텅스텐이 BCC 구조를 갖거나, 알루미늄이 FCC 구조를 갖는 이유는 그것이 다른 구조에 비해 에너지가 덜 필요하기 때문입니다. 각 구조를 형성하는데 필요한 에너지가 다르면 강도뿐만 아니라 연성도 달라집니다.
슬립면과 슬립방향의 조합을 슬립계라고 합니다. 금속은 일반적으로 5개 이상의 슬립계를 갖을 경우 연성을 갖고, 5개 미만일 때는 연성을 갖지 않습니다. 각각의 원자배열 유형에 따라서 잠재적인 슬립계의 수도 달라지는데, BCC 구조는 48개의 가능한 슬립계가 있어서 슬립이 일어날 경우가 매우 큽니다. 그러므로 BCC 금속은 강도가 높고 연성도 갖습니다.

참고 자료

없음