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금속간 화합물에 존재하는 f-전자와 압력으로 인한 구조관계

전문가 제언
○ 물질은 극한 환경에서는 구조와 성질을 변화한다. 극한조건의 물성을 찾는 것이 과학이다. 모든 물질이 극한조건에서 물성을 변화하는 것은 그 물질의 본성자체를 유지보존하려는, 즉 살아남으려는 최대의 수단이라고 볼 수 있다. 우리 주위에도 극한조건에서 얻어지는 재료들이 존재하고 있는 것을 쉽게 확인한다.

○ 고압으로 얻어지는 가장 귀중한 재료는 다이아몬드이다. 탄소로 된 흑연은 수소가 없는 벤젠고리를 형성하고 있는 층상 6방결정이다. 실온이상의 온도에서 15,000기압 이상의 압력을 가하면 흑연의 층상거리가 좁혀져서(6.70Å→6.18Å) 흑연의 혼성결합이 다이아몬드의 혼성결합으로 (sp2→sp3)변하여 4면체구조의 다이아몬드가 만들어진다.

○ 고압구조의 연구에는 온도를 제시하는 경우가 많은데 여기서는 온도의 언급은 전혀 없다. 고압구조는 압력의 함수로 보지만 온도는 낮은 압력에서 고압구조물을 얻는 수단역할을 하게 된다. 흑연에서 다이아몬드를 얻는 경우나 석연에서 Coesite를 얻는 경우에도 상도에 P-T곡선이 있어 안정한 구조물이 만들어지는 영역이 있게 마련이다.

○ 구조분석에 있어 금속간 화합물(inter-metallic compound)에 대한 연구는 오래전부터 이루어져 왔다. 2종 이상의 금속원소가 간단한 정수비로 결합하고 있는 화합물에 영역을 한정하고 있다. 구성성분의 일부가 반금속원소인 화합물, 비금속원소가 침입해서 만들어진 화합물이라도 조성비가 일정하면 금속간 화합물로 포함시킨다.

○ 주기율표에서 IIb~IVb족의 금속과 전이금속 간의 금속간 화합물에서는 결정구조가 같으면 원자가 수의 합과 원자수의 합과의 비가 일정한 경우(Hume-Rotherys rule)가 많다. 여기에 속하는 CuZn, Ag3Al, Cu5Sn는 CsCl구조를 취한다. AB3-형 고압구조는 불규칙하다. 원자번호가 낮은 원소를 선정해서 P-T곡선을 이용해서 찾을 필요가 있다고 본다.
저자
Shekar, NVC; Sahu, PC
자료유형
학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
재료
연도
2006
권(호)
41
잡지명
Journal of materials science
과학기술
표준분류
재료
페이지
3207~3228
분석자
박*학
분석물
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