[재료상변태학]핵생성, 결정성장이론, 단결정응용

소개글

1.핵생성
2.결정성장이론
3.단결정응용
에 대해 간단히 정리한 리포트입니다.

목차

1.핵생성
2.결정성장이론
3.단결정응용

본문내용

※핵생성
결정화는 균일한 혼합물 속에서 새로운 고체가 만들어지는 것이다. 결정화 과정에서 결정핵이 먼저 생성되고 그 다음에 결정이 성장한다는 반응기구를 이해하는 것은 매우 중요하다. 결정화가 일어나는 용액이 결정화될 물질의 고체 입자나 그 밖의 다른 고체 입자를 함유하고 있지 않으면 먼저 핵이 생성되어야 한다. 또한 핵이 성장하는 동안 새로운 핵이 계속해서 생성되어야 한다.
결정핵생성 과정은 과포화용액 내의 용존 용질이 서로 결합하여 용액내에서 존재할 수 있
는 최소 크기의 고체입자로 나타나는 과정으로 이것을 야기 시키는 mechanism에 따라 크게 1차 핵생성과 2차 핵생성으로 구분한다. 1차 핵생성은 용액에 녹아 있는 용질 분자 자체만으로 서로 응집하여 결정핵을 생성하는 것이며 2차 핵생성은 이미 고체화 되어 있는 결정으로 인해 결정핵이 생성되는 현상이다. 1차 핵생성은 다시 용액 내의 액체상에서 결정핵이 생성되느냐 혹은 용액을 담고 있는 용기나 용액 내의 다른 종류의 고체 표면에서 핵생성이 이루어지느냐에 따라 균일 핵생성과 불균일 핵생성으로 구분된다.

◆ 균일핵생성
 용탕이 냉각되어 고체결정이 나타나면 용탕과 결정과의 사이에는 고액계면이 형성된다. 이 계면 부근에 있는 원자는 고­액 양상의 어느 쪽에도 속하지 않는 높은 에너지 상태에 있다. 이 높은 에너지상태의 양을 최소로 유지하게 되고 먼저 융액내에 결정핵이라고 정의된 안정한 미소고상의 영역이 발생하여 다음에 이것이 성장하여 응고가 진행된다. 그런데 용탕내에서 안정한 핵이 생성되는 조건이 같다면 핵생성은 용탕내에서 균질하게 일어나므로 균일핵생성이라고 한다. 이때 그림 A와 같이 순금속의 액상과 고상의 단위부피당 자유에너지(부피에너지)와 온도의 관계에 따라 TM에서는 같지만, TM이하의 온도에서는 부피에너지차가 생긴다. TM이하의 온도에서 온도차에 따른 자유에너지차와 핵의 반경(r*)을 구해보면 다음과 같다.

참고 자료

없음