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금속의 녹는점은 금속의 다른 물리적 성질 과 어떤 관계가 있을까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.금속의 녹는점은 금속의 원자 구조와 결합 에너지에 큰 영향을 미치며 이는 전기 전도성이나 열 전도성과 밀접한 관계가 있습니다. 녹는점이 높은 금속일수록 원자들이 강하게 결합되어 있어 일반적으로 열에너지가 잘 전달되는 열 전도성이 우수한 경우가 많습니다. 전기 전도성의 경우도 원자 사이 결합 구조와 관련이 있으며 높은 열 전도성을 가진 금속은 보통 전기 전도성도 높습니다. 예를 들어 구리와 알루미늄은 전기와 열을 잘 전달하면서도 비교적 높은 녹는점을 가지므로 다양한 산업에서 사용됩니다. 다만 녹는점이 높은 모든 금속이 높은 전기 전도성을 갖는 것은 아니며 전자 이동의 자유도가 전도성에 더 직접적인 영향을 미치기 때문에 금속의 성질은 서로 복합적으로 작용합니다.
학문 / 재료공학
24.10.30
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현수막에 들어가는 잉크는 원료가 다른가요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.현수막에 사용되는 잉크는 일반 잉크와 달리 내구성과 내후성을 강화한 솔벤트 잉크나 UV 잉크로 제작됩니다. 솔벤트 잉크는 용매를 사용하여 잉크 입자를 천에 깊이 침투시키므로 비 바람 자외선에도 잘 견디며 번짐이 적습니다. 반면 UV 잉크는 자외선(UV)으로 경화시켜 잉크가 표면에 바로 굳도록 하여 색이 선명하게 유지되고 내구성이 높아집니다. 이러한 특수 잉크들은 외부 환경에 강하도록 화학적으로 설계되었기 때문에 현수막이 오랜 시간 동안 색상과 형태를 유지할 수 있습니다.
학문 / 재료공학
24.10.30
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초전도체가 저항 없이 전류를 흐르게 하는 원리에 대한 질문 드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 사라져 전류가 손실 없이 흐르는데 이는 주로 쿱스 쌍이라는 전자쌍 형성으로 설명됩니다. 초전도 상태에서는 전자들이 쌍을 이루며 동시에 이동해 겹겹의 원자 격자에 의해 저항을 받지 않게 됩니다. 이 상태는 전류가 외부 에너지 공급 없이도 계속 흐를 수 있게 하며 전력 손실이 거의 없는 이상적인 전송이 가능해집니다. 그러나 대부분의 초전도체는 극저온에서만 초전도 현상이 발생해 상온 초전도체 개발이 여전히 과제로 남아 있습니다. 현재의 극저온 유지 비용과 복잡한 냉각 기술이 상용화의 큰 장애물로 작용하며 고온 초전도체의 연구와 더 나아가 상온 초전도체 개발이 중요한 기술적 난점으로 꼽힙니다
학문 / 전기·전자
24.10.30
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고주파 신호를 전송할 때 발생하는 스킨 효과는 어떻게 전송 효율에 영향을 줄까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.고주파 신호를 전송할 때 발생하는 스킨 효과는 전류가 도체 표면 가까이로 집중되는 현상으로 전송 효율에 중요한 영향을 미칩니다 주파수가 높아질수록 전류가 도체 내부보다 표면을 통해 주로 흐르게 되어 도체의 유효 단면적이 줄어들고 이로 인해 저항이 증가합니다. 결과적으로 전력 손실이 커져 전송 효율이 낮아지며 열이 발생해 전송 성능에도 악영향을 미칠 수 있습니다. 이를 개선하기 위해 고주파 신호 전송 시에는 도체를 여러 가닥의 얇은 선으로 구성한 리츠 선이나 표면 도금 처리한 도체를 사용해 스킨 효과로 인한 저항 증가와 효율 저하를 최소화 합니다
학문 / 전기·전자
24.10.30
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SEM과 TEM의 차이점은????
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.SEM(주사 전자 현미경)과 TEM(투과 전자 현미경)은 모두 전자빔을 이용해 시료를 관찰하지만 그 작동 방식과 용도가 다릅니다. SEM은 전자빔을 시료 표면에 주사하여 반사된 전자와 2차 전자를 감지함으로써 시료의 표면 형상을 고해상도로 관찰하는 데 적합합니다. 이로 인해 주로 입체적이고 거친 표면의 3D 이미지를 얻을 수 있습니다. 반면 TEM은 전자빔을 시료에 투과시켜 시료의 내부 구조를 원자 수준까지 관찰할 수 있으며 시료의 단면이나 결정 구조 등을 세밀하게 분석하는 데 주로 사용됩니다. TEM은 초미세 구조 연구에 강력하지만 SEM보다 시료 준비 과정이 더 복잡하고 어렵 습니다
학문 / 전기·전자
24.10.30
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고온에서 견디는 내열합금은 어떤 원소와 미세 구조로 이루어져 있을까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.고온에서 견디는 내열합금은 주로 니켈(Ni), 크롬(Cr) 코발트(Co) 몰리브덴(Mo)과 같은 원소들로 이루어져 있으며 이 원소들은 높은 온도에서도 강도와 내산화성을 유지하는 역할을 합니다. 내열합금의 미세 구조는 결정립 경계에 강화 입자를 첨가하거나 입자 크기를 제어하는 방식으로 설계되어 고온에서의 변형과 균열을 방지합니다. 대표적으로 니켈-기반 합금은 고온에서도 산화와 부식을 방지하며 터빈 블레이드 항공기 엔진 등 극한의 환경에서도 안정적으로 사용 됩니다
학문 / 재료공학
24.10.30
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전자기기의 전기에너지 효율은 어떻게 평가되나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자기기의 전기 에너지 효율은 주로 에너지 소모량과 성능을 기준으로 평가되며 이를 바탕으로 에너지 효율 등급이 매겨집니다. 각 기기에는 일정 시간 동안 소모하는 전력량과 이를 통해 제공하는 성능이 비교되어 효율성을 판단합니다. 예를 들어 냉장고나 세탁기는 전력 소모량과 실제 동작 성능을 비교하여 에너지 효율이 높은 기기일수록 상위 등급을 받습니다. 에너지 효율 등급은 국가별로 규제 기준이 다를 수 있으며 보통 1등급이 가장 효율적인 제품을 의미하여 소비자가 쉽게 고효율 제품을 선택할 수 있도록 돕습니다
학문 / 전기·전자
24.10.30
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신호 전달 방식에서 디지털 방식과 아날로그 방식의 차이
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.디지털 신호와 아날로그 신호는 정보 전달 방식에서 큰 차이가 있습니다. 아날로그 신호는 연속적인 파형을 통해 정보를 전달하며 시간에 따라 신호의 크기가 변해 다양한 값을 표현합니다. 이 방식은 소리나 영상처럼 자연스럽고 연속적인 데이터를 표현하는 데 적합하지만 외부 잡음에 민감할 수 있습니다. 반면 디지털 신호는 데이터를 0과 1로 이루어진 이진수 형태의 이산적 값으로 전달하여 신호가 일정한 수준으로 구분됩니다. 이는 잡음에 강하고 신호의 정확성을 유지하기 쉬워 컴퓨터와 같은 디지털 장치에서 정보의 안정적인 저장과 처리를 가능하게 합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.30
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형상 기억 합금의 사용되는 예시와 대표적인 종류 몇가지만 소개해주세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.형상 기억 합금(SMA)은 온도 변화에 따라 미리 설정된 형태로 복원되는 특성을 가진 금속으로 주로 의료 항공우주 로봇 공학 분야에서 활용됩니다. 대표적인 예로 의료용 스텐트나 치과 교정 장치가 있는데 이 장치들은 인체 내부 온도에서 원하는 형태로 변형될 수 있어 효과적입니다. 또한 항공기 엔진 부품이나 로봇의 구동 장치에서도 SMA를 사용해 구조의 안정성을 높이고 기계의 효율을 향상시킵니다. 대표적인 종류로는 니켈-티타늄 합금(Ni-Ti)과 구리-아연-알루미늄 합금(Cu-Zn-Al)이 있습니다.
학문 / 재료공학
24.10.29
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전자 시계는 어떤 원리로 시간이 정확하게 맞나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자시계는 내장된 수정 진동자를 사용해 시간을 측정하는데 이 진동자가 일정한 주파수로 진동하면서 정확한 시간을 제공합니다. 수정 진동자는 압력을 받으면 일정한 주파수로 진동하는 특성을 가지고 있어 이를 이용해 초 단위로 시간을 정확하게 세어 나갈 수 있습니다. 전자시계의 마이크로프로세서가 이 주파수를 계산하여 시간을 디지털 숫자로 표시하게 되므로 아날로그 시계보다 시간 오차가 적고 안정적인 성능을 제공합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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