세라믹 소재가 열에 강한 이유에 대해서...

Question

안녕하세요~세라믹 소재 중 도자기와 같은 소재는 왜 열에 강한지 궁금합니다..!금속보다 세라믹 소재가 왜 열에 강한가요???

김재훈 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.세라믹 소재, 특히 도자기와 같은 소재가 열에 강한 이유는 결정 구조와 화학적 안정성에 있습니다. 세라믹은 금속과 달리 이온 결합이나 공유 결합으로 이루어진 고강도 결합을 가지고 있어, 열에 의해 쉽게 변형되거나 녹지 않습니다. 또한, 세라믹은 금속과 비교했을 때 열전도율이 낮아 열이 빠르게 전달되지 않기 때문에 고온에서도 강도를 유지합니다. 세라믹의 높은 융점과 내화성도 열 저항을 높이는 요인으로 이를 통해 열팽창이 적고 균열이나 변형에 강한 특성을 보입니다. 이러한 이유로 세라믹은 금속보다 열에 훨씬 더 잘 견디며 고온 환경에서도 안정적인 성능을 발휘합니다.

박재화 박사 · Answer

안녕하세요. 박재화 박사입니다.세라믹 소재가 열에 강한 이유는 주로 그들의 높은 융점과 결합 구조에 기인합니다. 세라믹은 강한 이온 결합이나 공유결합으로 이루어져 있어, 높은 온도에서도 분자가 분리되지 않고 구조를 유지합니다. 또한 세람기은 열전도성ㅇ ㅣ낮아 열을 흡수하고 전달하는 속도가 느려 고온 환경에서도 안정성을 유지합니다.

김경욱 전문가 · Answer

안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.세라믹 소재, 특히 도자기와 같은 물질은 원자 간 결합이 매우 강한 이온 결합 또는 공유 결합을 형성하여 높은 열 안정성을 가집니다. 또한, 세라믹은 비금속이기 때문에 전자의 이동이 제한되어 열 전도율이 낮아 열에 의해 쉽게 변형되지 않습니다. 금속은 열을 잘 전도하지만, 세라믹은 높은 융점과 낮은 열전도성 덕분에 금속보다 열에 강합니다.

한성민 전문가 · Answer

안녕하세요. 한성민 전문가입니다.일단 세라믹(Ceramic)은 비금속성 무기물질을 고온에서 가열해서 만든 재료를 의미합니다. 세라믹이 금속에 비해 열에 강한(강하다는 표현이 적당한 표현인지는 일단 차치하고 설명드리면..) 주된 이유는 결합방식에 있습니다.금속은 서로 금속결합을 하고 있고 이에따라 자유전자가 존재합니다. 이러한 전자가 열을 잘 전달하는 역할을 하기때문에, 금속은 대체로 열 전도성이 매우 높고 이에 따라 열에의한 영향을 받기가 쉽습니다.반면, 세라믹은 주로 공유결합이나 이온결합을 하고 있기 때문에 전자가 묶여 있는 구조를 갖습니다. 또한 위에 말씀드린것처럼 비금속~가열 물질을 통칭하기 때문에 물질의 구조자체가 균일하지 않은 부분이 있을 가능성이 높습니다. 이러한 특성때문에 더욱더 열을 전달하기 어려운 것입니다. 마지막으로 세라믹이란게 애초에 가열해서(즉 구워서)만드는 것이기 때문에 왠만큼 고온에 강하지 않고서야 세라믹 소재로 쓰일수 없습니다. 이런 요소들 때문에 세라믹이 보통 열에 강한 것입니다 ^^

재료공학

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