안녕하세요. 여진호 전문가입니다.
재료공학
Q. 재료공학에서 초합금이 항공 엔진에 사용되는 이유는?
안녕하세요. 항공기 엔진 속은 1000도가 넘어간다고 합니다. 일반 금속은 거기서 힘을 못 쓰는 경우가 많습니다. 초합금은 니켈이나 코발트 같은 것을 바탕으로 만들어져서, 그 온도에서 강도강 모양이 잘 유지될 수 있습니다. 그리고 산화에도 강하기 때문에 오래 돌아도 쉽게 피로가 쌓이지 않아, 엔진 블레이드처럼 극한의 조건에서도 버틸 수 있는 것 입니다.
재료공학
Q. 토기와 도자기를 구분하는 것에는 어떤게 있는가요
안녕하세요. 토기와 도자기는 굽는 온도와 흙의 성질에 따라서 구분될 수 있습니다. 토기는 대체로 600~1000도 정도의 낮은 온도에서 구워서 다공성이 남는 구조를 하고 있습니다. 이는 물을 흡수하기 쉬운 반면에 강도는 낮습니다. 도자기의 경우는 1200도 이상에서 구워 유리질화가 일어나 치밀하고도 단단하며, 표면에 유약도 발라서 방수성이나 내구성도 훨씬 뛰어난 상태라고 볼 수 있습니다.
재료공학
Q. 건축 현장에서 안전모가 충격을 흡수하는 과학적 원리
안녕하세요. 안전모는 그냥 딱딱한 모자가 아닙니다. 겉은 단단하게 충격을 퍼트려주고, 안쪽을 보면 공간이 있어서 힘을 충분히 흡수할 수 있는 구조로 되어있습니다. 그래서 돌이나 쇳덩이가 떨어지더라도 바로 머리에 세게 닿지 않고, 충격이 줄어들기 때문에 상처를 막아줄 수 있습니다.
재료공학
Q. 세라믹 소재가 반도체 공정에 활용되는 방식은?
안녕하세요.세라믹은 반도체 장비에서 빠질 수 없는 중요한 재료입니다. 전기가 잘 안 통하기도 하고, 열이나 플라즈마에도 강하다 보니, 웨이퍼를 붙잡는 척이나 식각 챔버 안쪽 부품들에도 상당히 많이 쓰입니다. 그리고 가스를 뿌려주는 샤워헤드 같은 곳에도 활용되고 있습니다. 대표적으로 알루미나나 질화규소 같은 특수 세라믹은 뜨거운 공정에서도 잘 버텨서, 반도체가 안정적으로 만들어질 수 있게 도와주게 됩니다.
재료공학
Q. 반도체 칩의 미세화가 한계에 다다를 경우 어떤 기술들이 대체하나요?
안녕하세요. 칩을 더 줄이기 힘들어 지면, 그냥 더 작게 만드는 것 보다는 다른 구조나 원리를 사용해야 합니다. 요즘 트랜지스터를 둘러싸듯 만드는 GAA 구조나 여러 층을 적층하는 3D 적층 기술들이 연구중에 있습니다. 양자의 원리를 쓰는 컴퓨터 또한 지금 개발이 되고 있죠.