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재료과학9

원소 주기율표와 원자량, 분자량 원소 주기율표 (Periodic Table of Elements)원소 주기율표는 모든 화학 원소를 성질에 따라 배열한 표로, 화학과 물리학에서 매우 중요한 도구입니다. 이 표는 원자번호, 전자배치, 그리고 원소의 화학적 성질에 따라 배열되어 있습니다. 드미트리 멘델레예프(Dmitri Mendeleev)가 1869년에 처음으로 체계적인 주기율표를 제안했습니다.가. 구조와 배열1) 원자번호원자번호는 원소의 원자핵 속에 있는 양성자 수를 의미합니다.주기율표는 원자번호 순서대로 배열됩니다.2) 주기 (Periods)수평 행으로 배열된 원소군을 의미합니다.총 7개의 주기로 나뉘며, 원소가 가지는 에너지 준위의 개수를 나타냅니다.3) 족 (Groups)수직 열로 배열된 원소군입니다.같은 족에 속한 원소들은 비슷한 .. 2024. 12. 21.

염소이온이 플라스틱에 미치는 영향 수돗물 속 염소이온(Chloride Ion, Cl⁻)이 플라스틱에 미치는 영향은 주로 물질의 종류, 환경 조건, 그리고 플라스틱의 내구성과 화학적 저항성에 따라 달라집니다. 다음은 주요한 영향을 설명한 내용입니다.1. 염소이온이 플라스틱에 미치는 주요 영향1) 화학적 분해염소이온 자체는 비교적 안정적이지만, 염소이온이 존재하는 환경에서 산화제(예: 활성 염소, Cl₂, HClO)가 함께 작용하면 플라스틱의 화학 구조에 손상을 줄 수 있습니다.특히, 고온이나 자외선(UV)과 결합할 경우, 산화-환원 반응이 가속화되어 플라스틱의 분자 사슬을 끊거나 열화를 촉진합니다.2) 스트레스 크래킹(Stress Cracking)염소이온은 특정 조건에서 플라스틱 내부의 미세 균열을 유발하거나 기존 균열을 확장시킬 수 있습.. 2024. 12. 20.

마이크로보이드 (Micro Void) : 재료 속 숨겨진 공간의 비밀 마이크로보이드란 무엇인가?재료 내부에 존재하는 마이크로보이드(Microvoid)는 육안으로 확인할 수 없을 만큼 작은 빈 공간입니다. 주로 금속, 폴리머, 세라믹, 복합재료와 같은 다양한 물질에서 나타나며, 크기는 보통 수 마이크로미터(μm) 수준입니다. 이 작은 빈 공간들이 어떻게 형성되고, 어떤 영향을 미치며, 어떻게 제어할 수 있는지 자세히 알아보겠습니다.1. 마이크로보이드의 형성 원인마이크로보이드는 재료가 만들어지는 과정에서 또는 사용 중 발생할 수 있습니다.1) 제조 과정에서의 형성성형 공정 중 공기포획: 주조나 적층 제조 과정에서 기포가 제거되지 않으면 보이드가 생성됩니다.냉각과 수축: 재료가 응고하거나 냉각될 때, 균일하지 않은 수축으로 인해 미세한 공간이 형성됩니다.2) 외부 영향에 의한 .. 2024. 12. 19.

플라스틱의 열 열화와 광(자외선)열화 플라스틱은 다양한 화학 구조를 가진 고분자(polymer) 소재로, 열이나 광(자외선) 같은 환경적 요인에 노출되면 물리적, 화학적, 기계적 성질이 저하될 수 있습니다. 이러한 현상을 각각 열 열화와 광 열화(자외선 열화)라고 합니다. 아래에서 두 열화의 원인, 과정, 영향을 자세히 살펴보겠습니다.1. 열 열화(Thermal Degradation)가. 정의열 열화는 플라스틱이 고온 환경에 장시간 노출되어 분자 구조가 변형되고, 물리적/기계적 성질이 저하되는 현상입니다. 이는 화학 결합이 깨지고 고분자 사슬이 분해되면서 발생합니다.나. 열 열화 메커니즘 (1) 고분자 분해높은 온도가 플라스틱의 화학 결합을 파괴하여 분자량이 감소하고 강도가 약화됩니다.열분해(Pyrolysis): 고온에서 화학적 분해가 일.. 2024. 12. 16.

플라스틱의 저 결정성, 비정질 구조 플라스틱의 저 결정성(low crystallinity)과 비정질 구조(amorphous structure)는 플라스틱의 분자 구조와 특성을 설명하는 중요한 개념입니다. 이를 이해하려면 플라스틱이 결정성과 비정질성이라는 두 가지 구조 형태를 가질 수 있다는 점부터 알아야 합니다.1. 결정성 구조 (Crystalline Structure) (1) 결정성 구조란?플라스틱의 고분자 사슬이 일정하고 반복적인 배열을 가지는 부분입니다.이 영역은 마치 금속이나 소금처럼 분자가 잘 정렬되어 있고 규칙적인 패턴을 이룹니다. (2) 특징강도와 경도가 높고, 열적 안정성이 우수합니다.투명도가 낮고, 주로 불투명합니다.일반적으로 내화학성이 좋습니다.예: 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 나일론 등.2. 비정질 구조.. 2024. 12. 14.

왜 플라스틱이 갈라질까? 환경응력균열(ESC)이 원인 1. 환경응력균열 (Environmental Stress Cracking, ESC) 환경응력균열(ESC)은 플라스틱이나 폴리머 재료에서 발생하는 주요한 열화 현상 중 하나로, 환경적인 요인과 기계적 응력이 결합하여 재료 표면에 균열이 발생하는 현상을 의미합니다. 이는 재료의 내구성을 크게 저하시킬 수 있어, 플라스틱 제품의 설계와 사용에서 중요한 고려사항으로 다뤄집니다.2. ESC의 주요 원인ESC는 다음 세 가지 주요 요인이 복합적으로 작용할 때 발생합니다.가. 응력 (Stress)재료 내부에 존재하는 잔류 응력이나 사용 중에 가해지는 외부 응력이 ESC의 주요 원인입니다.응력 집중이 발생하는 부위(예: 경계면, 코너, 이음부)에서 균열이 시작되기 쉽습니다.나. 환경 물질 (Environmental A.. 2024. 12. 14.

고무줄을 당기면 왜 따뜻해질까? - 탄성과 열의 과학 고무줄을 손으로 힘껏 당겨본 적이 있나요?당긴 후에 고무줄을 살짝 만져보면 따뜻해진 것을 느낄 수 있습니다. 이건 단순한 착각이 아니라 실제로 발생하는 흥미로운 과학적 현상입니다. 이 현상의 이유를 살펴보면, 고무줄의 탄성과 열의 관계를 이해할 수 있습니다. 고무줄은 고분자 물질로 만들어져 있으며, 이 고분자는 긴 사슬처럼 생긴 구조를 가지고 있습니다. 평소에는 이 사슬들이 자연스럽게 꼬여 안정적인 상태를 유지합니다. 하지만 고무줄을 당기면 이 사슬들이 곧게 펴지면서 외부에서 가한 에너지가 고무줄 내부에 저장됩니다. 그 후 고무줄을 놓게 되면, 사슬들은 다시 원래의 꼬인 상태로 돌아가려고 하며, 이 과정에서 저장된 에너지가 열로 방출됩니다. 바로 이 열이 고무줄을 따뜻하게 만드는 원인입니다. 특히 고무줄.. 2024. 12. 13.

물의 비압축성과 유압시스템 물은 비압축성(incompressibility)에 가까운 성질을 가지고 있습니다. 즉, 물에 높은 압력을 가해도 그 부피는 거의 변하지 않습니다. 이러한 특성은 유압(hydraulics) 시스템에서 활용되어 기계적인 힘을 전달하거나 증폭하는 데 매우 유용합니다. 1. 유압 시스템이란?유압 시스템은 액체의 압력을 이용해 힘을 전달하거나 증폭시키는 시스템입니다. 이 시스템은 물이나 기름과 같은 유체를 사용하며, 다음과 같은 구성 요소로 이루어집니다가. 펌프유체에 압력을 가하는 장치로, 유체를 움직이게 만듭니다.나. 밸브유체의 흐름을 조절하여 원하는 방향과 속도로 움직이도록 합니다.다. 실린더(액추에이터)압력을 물리적인 운동(선형 또는 회전 운동)으로 변환합니다.라. 파이프 및 호스유체가 이동할 통로를 제공합.. 2024. 12. 11.

재료의 비열 : 열을 저장하거나 전달하는 역할 비열은 재료가 열을 저장하거나 전달하는 데 어떤 역할을 하는지 알려주는 중요한 물리적 성질입니다. 다양한 재료의 비열을 비교하면 그 활용도를 이해하는 데 큰 도움이 됩니다. 이번 포스팅에서는 비열의 정의와 다양한 재료의 비열 차이에 대해 알아보고, 이를 기반으로 한 재료의 응용 사례를 살펴보겠습니다.1. 비열이란?비열(Specific Heat Capacity)은 물질 1g의 온도를 1°C 올리기 위해 필요한 열량을 의미합니다. 단위는 J/g·°C로 나타냅니다. 비열이 높으면 온도가 쉽게 변하지 않고, 낮으면 빠르게 가열되거나 식습니다.물: 4.18 J/g·°C (참고 기준, 비열이 매우 높은 물질)구리: 0.39 J/g·°C (금속 중 비열이 낮음)2. 다양한 재료의 비열 비교재료 비열 (J/g·°C.. 2024. 12. 10.

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