소개글
[[ 대학교 과목: 금속재료, 신소재공학, 재료공학, 합금 설계 실험 ]]
보고서 주제: Thermal analysis for the phase diagram of Pb-Sn alloy system 보고서_ A+ 학점 레포트
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목차
1. Objective of experiment
2. Experimental equipment
3. Experimental materials
4. Theoretical background
1)Solid solution
2)Gibbs phase rule
3)Degree of freedom
4)Liquidus line, Solidus line, and Tie line principle
5)Phase diagram
6)Invariant reaction
7)Eutectic, Eutectoid, peritectic, peritectoid reaction
5. Experimental method
6. Results and discussion
1) Pb-Sn 열곡선의 통합 그래프
2) 열곡선 그래프 분석
3) Pb-Sn 상태도에서의 분석
4) Pb-Sn 미세조직 at Eutectic point and Eutectic line
7. References
본문내용
1. Objective of experiment
용해한 Pb-Sn 합금의 냉각을 통해 얻은 냉각곡선, 열곡선 상태도를 수합하여 상태도를 확인한다. 또한 얻은 상태도를 통해서 각각의 곡선들이 의미하는 상변화의 의미를 분석해 보는 것이 이번 실험의 목적입니다.
2. Experimental equipment
전자저울, 전자 온도계, 세라믹 용기, heating oven, 열방지 장갑, 집게
3. Experimental materials
Pb 시편, Sn 시편, Ethanol
4. Theoretical background
이번 Pb-Sn 합금의 냉각곡선과 그에 따른 상태도를 분석하기 위해서 고용체, Gibbs 상률, 자유도, 액상선, 고상선, 상태도, 무변수계 반응, 공정, 공석, 편정, 편석, 포석반응 등을 알아야한다.
1) 고용체(Solid solution)
구성원소의 원자들이 고상에서 매우 균일하게 섞여있는 경우 고용체(Solid solution)라 한다. 고용체 또는 결합상의 형태로 단상으로 존재하는 합금을 균일(homogeneous) 합금이라 하며, 여러 개의 상이 공존하는 경우 불균일(heterogeneous) 합금이라 한다. 순금속의 경우 원칙적으로는 단상이지만, 특정한 조건하에서 고상변태를 통하여 불균일한 2상 상태를 만들 수 있다.
전율고용체란, 용매에 대한 용질원자의 용해도(고용도)가 0~100%인 단상의 고용체를 의미한다. 이에 반해 부분고용체란, 용질원자의 고용도가 전율인 100%까지 고용되지 않고 섞여있는 경우를 부분고용체라고 한다.
2) 깁스의 상률(Gibbs phase rule)
깁스의 상률이란 화학에서 평형상태인 닫힌계에서의 자유도와 구성요소, 상의 수에 관한 규칙이다. 1 성분 계에서 서로 다른 상 사이의 평형은 압력과 온도에 의존하게 된다. 계에서 두 상이 존재하려면 그 변수인 압력또는 온도중의 하나만이 임의로 택해질 수 있다. 다른 변수는 평형조건에 의해서 결정된다.
참고 자료
재료과학원론 Barrett, Nix. P.138~139 “깁스의 상률” P.146~151“무변수계 반응” P.146~149, “평형”
The principes of engineering materials, Craig R.barrett, p.316~319“Composite materials”
Alloy Castings, J. Gilbert Kaufman, p.41~45, "The effect of microstucture on properties"
금속재료 실험(응용편) 김학윤, 연윤모 P.287~288 “석출경화 과정”
금속조직학 Metallografie, Hermann Schumann, Heinrich Oettel, 합금(Alloys), 상(Phase), 상평형(Phase equilibria), P.325~331, "2원계 상태도", P.247~252
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