안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.
재료공학
Q. 오믹 접촉과 쇼트키 접촉의 차이점은 무엇이며, 각각 어떤 경우에 사용되나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.오믹 접촉과 쇼트키 접촉은 반도체 소자의 금속과 반도체의 접합 방식에서 중요한 차이를 보입니다. 오믹 접촉은 전류가 양방향으로 흐를 수 있으며, 저항이 낮아 전류가 원활하게 흐르는 것이 특징으로, 주로 트랜지스터의 소스와 드레인 또는 다이오드의 전극에 사용됩니다. 반면, 쇼트키 접촉은 금속과 반도체 간의 이종 접합으로 전류가 한 방향으로만 흐르며, 다이오드나 고속 스위칭 소자에서 주로 사용되어 낮은 전압 강화와 빠른 응답 속도를 제공합니다.
재료공학
Q. 항공우주 분야에서 강한 진동에도 견딜수 있는 소재에 관하여 궁금합니다.
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.항공우주 분야에서 강한 진동에 견딜 수 있는 내구성을 가진 재료로는 주로 티타늄 합금, 항공용 알루미늄 합금, 복합재료 및 내열 합금이 사용됩니다. 티타늄 합금은 가벼우면서도 높은 강도와 뛰어난 피로 저항성을 제공하며, 항공용 알루미늄 합금은 우수한 가공성과 강도를 겸비하고 있습니다. 복합재료는 경량화와 높은 강도를 동시에 실현할 수 있어 진동 저항성이 뛰어나고 내열 합금은 고온 환경에서도 내구성을 유지하는데 적합합니다.
재료공학
Q. 빛을 광섬유에서는 어떻게 굴절시키나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.광섬유에서 빛이 굴절되는 원리는 전반사 현상에 기반하고 있습니다. 광섬유는 두 개의 서로 다른 굴절률을 가진 매질로 구성되어 있으며, 중심부는 높은 굴절률을 가진 코어이고 그 외부는 낮은 굴절률을 가진 클래딩입니다. 빛이 코어에서 클래딩으로 나갈 때, 특정한 각도 이상에서 반사되어 코어 내부에서 계속 진행하게 되며, 이를 통해 빛이 굴절되어 전달됩니다.
재료공학
Q. 플라스틱을 더 단단하게 만들게 하는 재료는 뭐를 넣어야 하나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.플라스틱을 더 단단하게 만들기 위해 사용하는 재료에는 다양한 첨가제가 있습니다. 대표적으로 충전제로 사용되는 유리섬유, 탄소섬유, 미네랄들이 있으며, 이들은 플라스틱의 기게적 강도를 높이는 데 기여합니다. 또한, 경화제를 추가하여 플라스틱의 경도를 높이는 방법도 있으며, 이는 특히 에폭시 수지와 같은 열경화성 플라스틱에서 흔히 사용됩니다.
재료공학
Q. 배터리의 양극 재료는 어떤 것들이 제안되나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.배터리의 양극 재료로는 리튬 이온 배터리에서 널리 사용되는 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 등이 있습니다. 현재 가장 많이 사용되는 양극 재료는 리튬 니켈 망간 코발트 산화물로, 높은 에너지 밀도와 안정성을 제공하여 전기차와 같은 응용 분야에서 선호됩니다. 이 외에도 차세대 배터리를 위한 다양한 새로운 양극재료가 연구되고 있습니다.
재료공학
Q. 초경과 하이스의 경도차이가 어떻게 다른지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.초경과 하이스는 경도에서 큰 차이를 보이는데, 그 이유는 각 재료의 구성과 특성 때문입니다. 초경, 즉 초경합금은 주로 탄화물 구성되어 있으며, 매우 높은 경도를 자랑합니다. 이로 인해 내마모성이 뛰어나지만, 동시에 취약한 면이 있어 충격에는 상대적으로 약한 특성을 지니고 있습니다. 따라서 초경은 주로 마모가 많이 발생하는 가공에서 사용됩니다. 반면 하이스는 탄소와 여러 합금 원소들로 구성된 강철로 경도는 초경에 비해 낮지만 내열성과 인성이 뛰어난 장점을 가지고 있씁니다. 예를 들어, 라핑 엔드밀 같은 경우에는 하이스가 적합한데 이는 고온에서도 강도를 유지해야기 때문입니다.
재료공학
Q. 내충격성과 경량화의 특성을 가진 재료
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.우주항공 분야에서 내충격성과 경량화를 동시에 만족시키는 소재로는 탄소 섬유 복합재료, 알루미늄 리튬 합금, 티타늄 합금이 있습니다. 탄소 섬유 복합재료는 뛰어난 강도 대비 경량성을 제공하며, 알루미늄 리튬 합금은 내구성과 가벼움을 동시에 갖추고 있습니다. 또한, 티타늄 합금은 높은 강도와 내식성을 가지며, 극한의 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다.
재료공학
Q. 극저온 환경에서 안정적인 물성을 유지하는 재료
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.극저온 환경에서 안정적인 물성을 유지하는 금속으로는 니오븀, 텅스텐, 백금 등이 있습니다. 니오븀은 초전도체로서의 특성을 가지며, 낮은 온도에서도 우수한 전기 전도성을 유지합니다. 또한, 텅스텐은 높은 강도와 내열성을 가지고 있어 극저온에서도 안정적인 물성을 발휘합니다.
재료공학
Q. 높은 내식성을 가진 금속 소재의 구성 원소
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.높은 내식서을 가진 금속에는 크롬, 니켈, 몰리브데넘 같은 원소가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 스테인리스강은 크롬을 포함하여 산화층을 형성해 부식에 강합니다. 이 원소들은 금속 표면에 보호층을 형성해 산화나 부식을 방지하는 역할을 합니다.
재료공학
Q. 접착제의 주성분은 무엇이기에 잘 붙는걸까요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.접착제는 고분자 수지를 주성분으로 하며, 이 고분자가 표면에 있는 미세한 틈과 결합하여 부착력을 제공합니다. 접착제 속의 활성 화합물이 접착제와 표면 사이에 화학 결합 또는 물리적 결합을 형성해 접착력이 생깁니다. 또한, 경화제가 포함된 경우 화학 반응을 통해 더욱 강하게 고정됩니다.