구리가 철보다 약할 수 밖에 없는 이유가 궁금해여?

Question

구리가 그냥 알기로는여, 철보다 약하다는 애기를 드륹거이 잇는데여.

그런데, 왜 구리는 철보다 약할 수 바께 업는 것인지,

철처럼 강하게 만들 방법은 없는것인지,

일반인이 다루기에 가장 무난한 게 구리라고 들었던 것 같은데 단단해야 어디 써먹을텐데

전문가의 답변을 통해서 알고 시퍼여?

Answer 1

안녕하세요. 박재화 박사입니다.

다 같은 금속 같은데, 강도가 다들 다르죠.

구리가 철보다 약한 가장 큰 이유는 재료의 결정 구조와 결합 방식의 차이입니다. 구리의 경우는 연성이 매우 큰 구조입니다. FCC라고 한글로는 면심입방체라고 합니다. FCC 구조는 최밀 충진된 구조인데, 이게 슬립 시스템이 많습니다. 그래서 변형이 쉽게 일어날 수 있죠. 철의 경우를 보면 철은 BCC 및 FCC 전이를 이용해서 강도를 크게 올릴 수 있는 소재입니다.

이런 결정 구조와 결합 방식 때문에 강도의 차이가 나는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요.

구리가 철보다 약하다는 이유는 재료의 고유한 특성이라고 볼 수 있겠습니다.

가장 큰 이유 자체가 결정 구조와 원자의 결합 방식의 차이 때문인데요. 철의 경우 원자 사이의 결합력이 강하고 결정 구조가 변형에 잘 버티는 반면, 구리는 원자층이 잘 미끄러져 쉽게 변형됩니다. 재료공학적으로는 슬립면이 많다 뭐 이렇게 볼 수 있겠습니다. 그래서 구리의 경우 잘 늘어나고 휘어지지만, 상대적으로 강도는 철보다는 떨어지는 것입니다.

그래서 단단하게 만들려면 합금화하는 방법이 있는데, 구리에 주석을 섞으면 우리가 예전에 청동기 시대의 청동이 되는거고, 아연을 섞으면 황동이 되는 것 입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

구리는 원자 결합 구조와 전자 결합 특성 때문에 전위 이동이 쉬워 잘 늘어나고 자 휘어져 강도는 철보다 낮을 수 있습니다 이론적으로는 합금화 가공경화 미세결정화로 강도를 크게 높일 수 있지만 그렇게 하면 구리의 핵심 장점인 전기 열 전도성과 가공성이 급격히 떨어지게되 강하게 만들지는 않습니다