철과 구리가 합금으로 섞이지 않는 이유가 무엇인가요?

Question

철과 구리가 단독으로 섞이지 않는다고 하는데 왜 그런지 원리와 이유가 궁금합니다
철과 구리를 섞는다고 해도 중간에 주석이나 뭔가 또 다른 원소를 섞어야 합금을 만들 수 있잖아요?

물과 기름같은 관계라고 하던데 왜 철과 구리 단독으로 섞을 수 없는지 궁금합니다.

그래도 시도하게 된다면 철과 구리는 불균일하게 혼합될까요 아니면 균일하게 혼합될까요?

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

철과 구리는 단독으로 섞이지 않는다고 알려져 있습니다

. 물과 기름처럼 서로 섞이지 않고 분리되어 버리는 이유는 무엇일까요?

강철의 주요 구성 성분이며 높은

녹는점(1538°C)과 강도를 가진 전이 금속입니다.

전기 및 열 전도성이 뛰어난 비철 금속이며 녹는점은

1085°C입니다.

철과 구리는 서로 다른 결정 구조와 원자 배열을 가지고

있어 혼합했을 때 원자들이 서로 결합하지 못하고 균일한 합금을 형성하지 않습니다.

철과 구리를 섞으면 두 금속은 서로 섞이지 않고

불균일하게 분리되어 층을 이루거나 입자 형태로 존재합니다.

철과 구리는 서로 용해되지 않습니다. 즉 둘을 녹여도

서로 섞이지 않고 각각의 액체 상태를 유지합니다.

주석은 철과 구리 모두와 용해되어 균일한 합금을

형성할 수 있는 금속입니다.

주석은 낮은 녹는점(232°C)을 가지고 있어 철과

구리의 용융 온도를 낮추는 역할을 합니다.

주석은 구리와 합금하여 청동(브론즈)을 만드는 데 사용됩니다

압력이나 교반과 같은 강제적인 방법으로 철과 구리를 혼합

할 수는 있지만 불안정하고 균일하지 않은 혼합물이 만들어집니다.

시간이 지나면서 혼합된 철과 구리는 다시 분리되어 원래 상태로 돌아갈 가능성이 높습니다.

철과 구리는 서로 다른 원자 구조와 성질을 가지고 있어 단독으로 섞이지 않습니다.

주석과 같은 다른 금속을 첨가하여 혼합물을 만들 수는 있지만 완전히

균일한 합금을 형성하는 것은 불가능합니다.

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