세라믹과 금속 결정립의 계면 양상과 재료 특성의 관계

전문가 제언

○ 다결정 재료에 있어서 계면과 계면 내에서의 원자들의 이동은 재료의 특성과 그 특성을 부여하기 위한 가공공정을 결정하는 데 매우 중요한 요소이다. 그러나 고체에서 계면의 성질은 매우 복잡하기 때문에 그것을 재료의 성능과 연관시켜 설명하는 것은 아직도 해결하지 못한 과제 중의 하나이다.

○ 계면은 온도, 압력, 화학조성 등의 열역학적 조건에 따라 다양한 구조적 변화를 일으킨다. 계면은 부피가 명확하지 않으므로 정식의 상은 아니지만 그와 거의 유사한 거동을 보이므로, 벌크의 ‘상’에 대응하는 개념으로 ‘컴플렉션(complexion)’이라는 용어를 도입하였다.

○ 일반적으로 계면에서는 벌크에 비해 물질이동의 속도가 빠르다. 컴플렉션을 변화시켜 이 속도를 더 빠르게 함으로써 재료의 가공시간을 단축시키거나 혹은 더 늦춰 고온 크리프나 비정상적 결정립 성장을 억제할 수도 있다. 그렇게 함으로써 이전에는 불가능했던 수준으로 재료의 성질을 제어하는 것이 가능해진다.

○ 상태도는 재료의 성질을 예측하는 수단의 하나이다. 그에 상응하는 컴플렉션의 상태도, 즉 온도, 압력, 화학조성 등 열역학적 변수의 변화에 따른 결정립계의 변화를 나타내는 입계 다이어그램을 작성할 수 있다. 그것에 근거하여 재료의 성질을 예측하거나 새로운 재료를 설계하는 것이 가능할 것이다.

○ 입계 다이어그램은 몇 가지 시스템에서 부분적인 성공을 거두었지만, 일반적인 사용을 위해서는 아직도 갈 길이 멀다고 할 수 있다. 특히 비평형 상태나 준안정 상태에서의 입계 양상의 변화는 거의 알려진 것이 없다. 컴플렉션 개념의 실제 상황에의 적용은 아직 초기 단계에 있으므로 앞으로 이 분야의 활발한 연구가 기대된다.

저자

Shen J. Dillon, Martin P. Harmer, and Jian Luo

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

61(12)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

38~44

분석자

심*주

분석물

• 세라믹과 금속 결정립의 계면 양상과 재료 특성의 관계.pdf [350,850 byte]

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