금속재료 (Mostor Crufismun Preckius Melol Processing)

금속재료 Mostor Crufismun Preckius Melol Processing

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1. 물질의 구조 

 

  핵과 전자의 특징 핵은 ( +) 전하를 가지고 있는 양자와 전기적으로 중성인 중성자로 되어 있고 
  전자는 ( - )전하를 가지고 있으며 양자 하나가 가지고 있는 전기량 ( + ) 와 전자 하나가 가지고 
  있는 전기량 (-)는 같다. 하나의 원자 수에 있는 양자의 수와 전자의 수가 같으므로 모든 (+)전기
  량과 (-)전기량이 같다. 그러므로 원소는 전기적으로 중성이다. 

 

 2. 원자의 결합 

 a. 이온결합(Ion Bond) 

   전자가 같은 형의 원자에서 다른 형의 원자로 이동할 때 양이온과 음이온 사이에서 발생하는 전기적인 인력에

   의한 결합이다. 양 · 음이온의 전기적 중화를 이루면서 정전력(Electrostatic Attraction)의 힘에 의하여 결합하는

   것을 이온결합이라 하며 서로 반대로 대전 된 이온 사이의 상호인력작용으로 이루어진 이온결합은 매우 강하나

   액체가 되기 쉽고 변형이 어려우며 취약하다.

  b. 공유결합(Covalent Bond) 

   인접해 있는 원자 사이에 가점자(Valency Electron)를 공유하면서 결합하는 화학결합으로 주기율표에서
   서로 가까이에 있는 원소들 사이에 일어난다. 결합력이 매우 커서 단단하고 열 및 전기전도도가 낮은 것은     

   매우 안전하며 강하다. 용암점이 높고 단단하여 메짐성이 있다. 

 c. 금속결합(Metallic Bond)

   전자를 얻으려는 힘이 났기 때문에 자유전자를 방출하고 이 자유전자를 띤 음전하의 핵이 양전하 사이에         

   이루어지는 결합으로 방향성이 거의 없고 등방성으로서 결합체는 파괴되지 않고 어느 정도 변형할 수 있다. 

 d. 분자결합(Vader Waals Binding)

   원자의 구조는 핵을 중심으로 전자가 공존하고 있으며 공존하는 전자의 분포가 순간적으로 한 곳에 치우치면

   부분적으로 음전하를 띠며 계속하여 다른 원자의 전하를 띠도록 유도한다. 이때 유도된 전자의 정기적 인력에

   의해 형성되는 화학적 결합을 반데 라발스의 결합이라 하는데 약하기 때문에 결합이 풀어지기 쉽고 용융점이 낮다.

 

3. 금속의 결정

  a. 결정의 구조

 

     결정(結晶)이란 규칙 정연하게 배열한 원자의 집합체를 말하며 공간적인 원자재 열을 생각할 경우 먼저 3차원의

     좌표계를 생각하면 편리하다. 그리고 규칙적 배열이므로 공간에서 원자의 위치는 각각의 좌표 축에 따른

     단위길이의 평행이동 (Translation)의 조합으로 나타낼 수 있다. 그림과 같이 3개의 좌표축을 A. B. C 그사이의

     각을 A 축에 대한 것을 a, B 축에 대한 것은 ß. C 축에 대한 것을 T라 하고 각각의 축산의 단위길이를 a, b, c라 하면

     이들의 단위길이와 각(角) 사이에는 표와 같은 7종류의 조합이 나오는데 이것을 결정계(Crystal System)라 부른다.

     이들 결정계의 기본이 되는 최소단위 공간형은 14 결정 격자형으로 나타낼 수 있다.

        입방정계 - 단순입방, 면심입방, 체심입방, 3방 정계, 3사 정계, 6방 정계
        단사정계 - 단순 단서, 점심 단서
        정방정계 -단순 정방, 체 심정 방
        사방정계 - 단순 사방, 점심 사방, 명심 사방, 체 심사받은

결정계와 격자의 도표

  b. 체심입장격자(Body-centered Cubic Lattice : BCC) 

    입방체의 각 우(隅)점과 입방체 중심에 각 1개의 원자가 배열된 결정구조이다. 단위겾가의 입방체의 1년의

    길이를 격자정수라 부르고, 서로 접촉하고 있는 원자를 최근 접원 자(Nearest Neighbor), 그 중심 간의 거리를

    근접원자 간 거리 (Interatomic Distance), 1개의 원자를 중심으로 그 원자 주위에 있는 최근접 원자의 수를

    배위(配位) 수(Coordination Number)라 부른다. 

금속원소와 물리적 성질의 도표1

 

금속원소와 물리적 성질의 도표2

 

  c.면심입방격자(Face-centered Cubic Lattice : FCC) 

 

      입방체의 각 우점과 각 면의 중심에 1개씩의 원자가 배열된 결정구조이다. 이 단위격자에서는 면 대각선상에

      3개의 원자가 서로 접촉하고 있어 근접 원자 간 거리는 단위격자의 면 대각선의 1/2이므로 격자 상수를 a로

      하면 (1/2) a가 된다.

      면심 입방격자의 금속 은 Ag, Al, Au, Ca, Cu, Ir. Ni, Pb. Pd, Pt. Rh. Sr. Th가 있다. 조밀 육방격자(Close-packed 

       Hexagonal Lattice : CPH) 육각부 상하면의 각 우점과 그 중심에 1개씩의 원자가 있고 또한 6각 주를 구성하는

       6개의  3각 주 중 1개씩 띄어서 3각 주의 중심에 1개씩의 원자가 배열된 결정구조이다. 조밀육 방 격자를 갖는

       금속은 Be, Cd, Co, Hf, Mg. La, Ti, Te, Zn, Zr가 있다.