재료의 결정구조는 왜 중요한 것인가요?

Question

재료의 경우 미세구조보다 더 미세한 원자단위로 가면 결정 구조를 가지게 됩니다. 이 결정구조가 왜 중요한 것인지 설명해주세요..

한만전 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 한만전 전문가입니다.재료의 특성을 결정짓는 것이 결정구조입니다. 한 예로 다이아몬드와 흑연은 완전한 탄소로 이루어져 있는 물질 입니다. 하지만 다이아몬드는 매우 강하지만 흑연은 매우 약하여 쉽게 깨집니다. 이는 결정구조의 차이 때문입니다. 다이아몬드는 원자들이서로 사방으로 결합되어 있는 입방체 구조 이지만 흑연은 다방향으로만 연결되어 있는 판상구조로 판자를 그냥쌓아놓은 형태로 되어 있어 쉽거 분리되고 깨집니다. 이처럼 결정구조는 물질의 기계적 성질을 결정 짓는 중요한 요소 입니다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.재료의 결정 구조는 원자의 배열 방식에 따라 기계적 전기적 열적 성질이 결정되므로 매우 중요합니다 예를 들어 면심입방 구조를 가진 금속은 연성과 전연성이 뛰어나며 체심입방 구조는 강도가 높지만 취서이 큽니다 또한 반도체에서 결정 구조는 전자 이동도와 밴드캡에 영향을 미쳐 소자의 성능을 좌우 합니다

이주형 박사 · Answer

안녕하세요. 이주형 박사입니다.결정 구조는 원자의 배향과 결합 상태에 따라 재료의 열전도도와 전자 이동 특성이 달라집니다.동일한 화학 조성이라도 결정구조에 따라 연성, 취성, 전도성이 극적으로 변할 수 있습니다. 나노 수준에서 결정 구조를 제어하면 신소재 개발과 고성능 반도체 제조에 중요한 역할을 합니다.

신란희 전문가 · Answer

안녕하세요. 신란희 전문가입니다.결정구조는 원자의 배열 방식에 따라 재료의 기계적, 전기적,열적 성질이 결정되므로 물성 조절의 핵심 요소입니다. 또한, 전위의 이동과 결정립 경계를 제어하여 강도, 연성, 전도성 등을 최적화하는 데 중요한 역할을 합니다. 최근에는 결정 구조를 원자 단위에서 정밀 제어하는 나노결정 공학이 발전하여 초고강도 합금, 초전도체, 차세대 반도체 소재 개발에 활용되고 있습니다.

재료공학

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재료의 결정구조는 왜 중요한 것인가요?