안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
재료공학
Q. 친환경적인 재료 개발이 중요한 이유는?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.친환경 개발의 중요성은 자원의 고갈과 탄소배출 감소를 통한 지구 생태계를 보호하여 지속가능한 자원리사이클을 만들기위함으로 생각 됩니다.친환경 재료의 개발은 지구의 미래를 위한 그리고 우리 미래세대를 위한 필수 요건이라 생각됩니다.
재료공학
Q. 재료의 성질을 변화시키는 방법은??
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.재료의 성질을 변화시키는 방법은 대표적으로 열처리와 합금이 있습니다.열처리는 고온으로 가열후 냉각하는 과정에서 조직을 변화시켜 재료의 성질을 조절하게 됩니다.합금화는 두가지이상의 원소를 혼합하여 본래 가지고 있던 기계적,화학적 성질을 변화 시킵니다.외압에의한 가공은 냉간가공과 열간가공으로 나눕니다. 압엽, 인발등을 통해 조직을 변화시켜 기계적 성질을 변화 조절합니다.화학적 처리는 재료의 표면 또는 내부에 화학성분을 처리하여 성질을 변화 시킵니다.표면경화,도금, 산화처리등이 있습니다.방사선을 처리하는 방법도 있습니다. 이는 주로 고부나 재료나 일부 합금재료에 사용되며 고부나 사슬을 교차 결합시켜 열적 안정성과 내구성을 증가 시킵니다.
재료공학
Q. 차세대 재료인 그래핀의 강도에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.원자 배열과 결합의 특성때문입니다. 그래핀은 단일층의 탄소원자들이 육각형 구조로 배열되어 판상구조로 되어 있습니다. 하지만 두께가 두꺼워지면 그래핀 층들 사이의 상호작용에 의해 층간에 상대적으로 이동이나 분리가 쉽게 일어날수 있어 강도를 약화 시킵니다.또 그래핀이 층이 여러개 쌓이게 되면 층간 미끄러짐이 발생 할수 있어 결합력을 약화하고 이는 강도를 약화 시킵니다.
재료공학
Q. 홀 페치 효과가 발생하는 이유에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.금속을 고온으로 가열후 급속냉각하거나, 물리적으로 압연,인발등 외압을 주게 되면 결정립의 크기가 작아져 조직이 치밀해고 강도가 올라갑니다.홀-페치란 결정립의 경계를 의미 합니다. 금속에서 결정립 경계는 원자들이 제대로 배열되지않고, 다른 결정을 연결하는 경계 부분으로 원자들이 서로 맞물려 있지 않기 때문에 소성변형을 방해하는 역할을 하게됩니다. 금속의 소성변형시 원자는 이동하려고 하나 결정립 경계는 이 원자들의 이동을 방해하여 변형을 어렵게 만드는 역할을 합니다. 하여 금속의 경정립이 작아지면 경계도 많아지게 되어 기계적성질이 향상되게 됩니다.
재료공학
Q. 고온에서도 잘 견딜수 있는 재료는 어떤것이 있을까요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.고온에서 잘견디는 재료는 대표적으로 세라믹이 있습니다.세라믹은 알루미늄산화물, 질화규소, 지르코니아, 탄화텅스텐,질화붕소 등을 합성하여 제작 합니다.대부분의 세라믹 재료는 1400도에서도 안정성을 유지하며 탄화텅스텐,질화붕소와 같은 세라믹은 2500도이상에서도 견딜수 있습니다.
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Q. 자동차의 바퀴의 주요 소재는 무엇인가요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.타이어의 주 재료는 고무입니다. 고무와 강철,섬유(나이론,폴리에스터등),카본블랙, 실리카등을 혼합하여 제작 합니다. 타이어가 검은 이유는 카본블랙 때문입니다.기타 강철과 실리카 섬유등은 내구성과 내 마모성, 그리고 내열성을 좋게 하기위해 첨가 합니다.
재료공학
Q. 골프공은 다른공에 비해 작으면서 무겁고 단단하고 멀리나가죠. 이러한 골프공은 어떤 재료와 구조로 만들어졌는지요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.골프공은 2중 또는 3중 재질로 되어 있습니다.표면재료 : 우레탄 이나 아이오노머 라는 재질로 제작되면 주로 우레탄으로 제작 됩니다. 아이오노머는 우레탄보다 내구성은 좋으나 비용이 저렴하고 스핀이다소 적으면 멀리 나갑니다.내부재료 : 코어라 하면 고무를 사용하며 고무을 압축하여 비거리와 반발력을 높여 제작 합니다.
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Q. 스마트 재료는 무엇을 의미하는 가요??
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.스마트 재료는 환경에 따라 특성이 변화하는 재료를 말합니다.온도,압력,전기자극,빛등의 외부자극에 반응하여 가지고 있던 기계적,물리적,화학적 성질이 스스로 변하는 재료를 입니다.대표적으로 니켈-티타늄을 혼합한 형상기억합금,/ 석영, 탄탈륨등의 피에조 전기재료,/ 비스무스텔루라이드, 세슘등의 열전재료/ 폴리아세틸렌, 폴리피롤등의 전도성 고분자 재료 등이 있습니다.
재료공학
Q. 나노소재는 어떻게 활용이 되어지고 있나요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.나노소재는 크기가 매우 작지만 표면적이 커지고, 기존소재와는 다른 성질을 발휘한다는 것입니다.의료분야에 적용 됩니다.혈관을 통해 약물과 함께 주입할시 약물이 필요한 곳으로 정확히 약물을 전달할수 있어 타겟 치료에 적합합니다.반도체에 적용됩니다.트렌지스터의 크기를 극소화 할수 있어 반도체 소자의 집적도를 높이고 고속처리가 가능해 집니다.에너지저정 장치에 활용됩니다.고효율 태양전지 또는 배터리의 효율을 크게 향상시킬수 있습니다. 환경개선 및 수질개선 나조소재는 오염물질 제거에 탁월한 효과를 발휘 합니다. 유해물질을 흡착하거나 분해하는 능력을 가지고 있기 때문에 물의 정화나 공기청정기술에 활용될수 있습니다.
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Q. 열역학 제 1법칙과 2법칙이란 무엇을 의미하나요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.열역학 1법칙은 에너지 보존의 법칙이라 합니다.에너지는 생선되거나 소멸되지 않고 다른 형태로 변환 될수 있다는 법칙입니다.즉 열이 기계적 또는 전기적적으로 일을 할수 있는 에너지로 변환 될수 있다는 것을 의미 합니다.열역학 2법칙은 엔트로피 증가의 법칙이라 합니다.엔트로피는 무질서의 정도를 나타내는 물리적 변수 입니다. 불확실성이나 분산된 에너지의 정도를 나타내는 개념입니다.깔끔하게 정돈된 물체는 예측가능하고 질서있는 상태 이므로 엔트로피가 낮습니다.어지럽게 정돈되지 않은 물체는 그 반대이므로 엔트로피가 높습니다.열은 한 방향으로 흐르기 때문에(뜨거운 곳에서 차가운곳으로) 엔트로피는 증가하게 됩니다. 자연상태에서 어떤 물체든 어떤 장소이든간에 일정하게 열이 분포되어 있지 않기 때문입니다.열역학2법칙은 자연상태에서 항상 엔트로피는 증가 하게 된다는 법칙입니다.