결정화

소개글

재료과학 - 결정화

목차

1. 결정화의 기본 개념
2. 결정의 구조
1) 단위 셀(Unit Cell)
2) 결정학적 방향과 면
(1) 결정학적 면
(2). 결정학적 방향
3) 결정질재료와 비정질재료(Crystalline and Noncrystalline)
(1) 결정질(Crystalline) 재료
(2) 비정질(Noncrystalline) 재료
4) 결정의 습성(crystal habit)
2. 결정화 이론
1) 결정화 열역학
2) 결정화 물질수지 및 에너지 수지
3. 결정화 속도론(Crystallization Kinetics)
1) 결정 핵생성
2) 결정핵생성속도
3) 결정성장속도
3. 결정화 방법의 분류
1) 반응기 내에서 과포화를 유도하는 방법에 의한 분류
2) 반응기내의 현탁액속에서 Crystal을 키워 가는 방법에 의한 분류
4. 결정화 장치
1) Force Circulation Crystallizer
2) Fluidized Suspension Crystallizer
3) Draft Tube Baffle(DTB) Crystallizer
4) Surfaced-Cooled Crystallizer

본문내용

1. 결정화의 기본 개념
결정화(Crystallization)란 분리기술의 일종으로 액체 혹은 기체의 균일상으로부터 조작을 통하여 고체입자, 즉 결정(Crystal)을 얻는 것을 말한다. 우리주의의 실생활에서 자연발생적으로 결정화 현상을 볼 수 있는 데 이것이 바로 눈(snow)의 경우이며 또한 바닷물을 증발시켜 소금을 얻는 것 또한 결정화 조작의 하나이다 그러나 결정화란 것은 단지 얻고자 하는 고체입자를 얻는 데서 그치는 것이 아니라 목적으로 하는 고체 입자(결정)의 순도, 크기 및 모양을 제어함으로 인하여 생산물의 용도 및 조작기술을 크게 향상시키는 것이 중요하다. 그러므로 결정화에서는 먼저 결정재료의 구조를 이해하고 결정의 핵생성 및 결정성장과정인 결정의 열역학과정을 이해하는 것이 중요하다.

2. 결정의 구조

1) 단위 셀(Unit Cell)
결정을 이루는 구조는 3차원적 구조의 공간적 배열을 이룬다. 결정 구조에서 결정질 구조와 비정질구조를 구분하는 원자 배열의 규칙성을 설명하기 위하여 단위 셀(Unit Cell)이라는 정의가 필요하다. 단위 셀이란 원자 배열의 규칙성을 나타낼 수 있는 최소 단위를 말한다. 단위 셀을 특성짓는 방법에는 두가지가 있는데 그 한가지는 모양에 따라서 구분이 되어 지고 그 모양을 구분하는 두가지 기준은 단위셀을 이루는 두 면이 만나서 이루는 각도와 3개의 변의 길이로서 구분한다. 이를 위해 x, y, z의 좌표계를 단위 셀의 한 모서리를 원점으로 만들고 이 원점과 접하고 있는 세 변은 오른나사 법칙에 따라 x, y, z축이 결정되며 각 변의 길이가 단위 길이가 된다. 이처럼 3개의 각도와 3개의 변의 길이로서 단위 셀의 모양을 결정한 결정구조를 결정계(Crystsl System)라고 하며 7가지의 결정계가 존재한다. 이러한 3개의 각도와 3개의 변의 길이를 Fig 1.에 나타내었다. 이러한 방법으로 7개의 다른 가능한 a, b, c와 α, β, γ의 조합을 갖는 결정으로 구분될 수 있으며 이것을 격자상수(lattic parameter)라고 한다. 그리고 각각은 다른 결정계(Crystal system)를 나타낸다.단위셀을 특성짓는 다른 한가지방법은 격자점들이 반복적으로 배열을 할 수 있는 결정격자로 14가지로 구분한다.(Fig 2) 여기서 격자점은 원자가 배열될 수 있는 위치를 말한다.

참고 자료

없음