첨단소재공학부 27

수분산폴리우레탄

실험주제: 수분산폴리우레탄 실험목적: 수분산폴리우레탄을 합성 및 분석할 수 있다. 이론적 배경 어렸을 때, 명절에 한복을 입었던 적이 있었다. 한복을 입고 큰 절을 할 때면, 바지가 너무 땡겨 불편했던 기억이 떠오르곤 한다. 그런데 현대에 들어와서 앉았다 일어났다 해도 그렇게 큰 불편함은 없다, 도대체 왜 그런 것일까? 이는 폴리우레탄이라고 불리는 합성섬유 때문이다. 합성섬유는 흔히 스판덱스로 불리며 나일론 과 같은 섬유로 덮어져 속옷, 양말, 수영복 등에 쓰인다. 폴리우레탄은 거품구조를 가지기 때문에 탄성이 있고 가벼운 특성을 가지기 때문에 현대의 옷에 정말 많이 사용되고 있다. 이러한 폴리우레탄을 효과적으로 이해하기 위해서는 일련의 개념에 대해 알 필요가 있어 간략하게 훑어보려고 한다. 동식물로부터 ..

소재물성실험 2024.03.21

SEM , TEM

1 SEM, TEM 2. SEM 과 TEM의 원리와 특징을 파악하고 이해할 수 있다. 3.이론 기계과와 재료과의 가장 큰 차이점은, 우리는 재료의 미세조직을 파악하고 그것을 효과적으로 제어할 수 있다는 점이다. 그렇다면, 결정립과 결정립계가 존재하는 조직(structure)의 정도를 어떻게 관찰하고 파악할 수 있을까? [그림1] 에코프로비엠사의 하이니켈 계 시스템 관련 미세조직 모습이다. 미세조직(microstructure)이라고 불리는 이런 단위의 조직이 금속조직학의 주제가 된다. 이름에서도 그 뜻을 알 수 있듯이 금속 뿐만 아니라 다른 고체, 그리고 심지어 액상물질에 대한 연구도 포함된다. 이때 이 모든 것을 관측할 수 있게 도와주는 기구가 바로 광학현미경이다. 광학현미경, optical micros..

소재공학실험 2023.12.11

Hall-effect 와 UV-Vis spectrometer

1. Hall-effect 와 UV-vis spectrometer 2. Hall-effect와 UV-vis spectrometer의 원리를 이해할 수 있다. 3. 이론 Hall- effect(홀 효과)는 전류와 자기장에 의해 모든 전도체 물질에 나타나는 효과를 뜻하는 것으로 시료가 자기장 속에 놓여 있을 때 그 자기장에 수직방향으로 전류를 흘려주면 자기장과 전류 모두 수직인 방향으로 내부 전위차이가 발생하는 현상이다. 이를 효과적으로 이해하기 위해서는 일련의 개념에 대해 알 필요가 있어 간략하게 훑어보려고 한다. [그림1] AI시대에 접어들면서 반도체가 나날이 중요해지고 있음을 강조하는 그림이다. 20세기 초, 30년간에 걸쳐 시작된 과학지식의 폭발로 인하여 과학자들과 공학자들은 많은 수의 새로운 전자장..

소재공학실험 2023.12.05

AFM- Atomic Force Microscope 및 dektak

1. AFM과 dektak 2. AFM과 dektak 를 이용하여 박막에 대해 연구 할 수 있다. 3. 이론 AFM과 dektak는 재료의 표면, 즉 박막에 대해 연구를 할 수 있게 도와주는 장치이다. 이에 대해 효과적으로 이해하기 위해서는 일련의 개념에 대해서 알 필요가 있어 소개하려고 한다. [그림1] 반도체의 중요성을 보여주는 사진이다. 인류의 역사 500백만년을 24시간으로 나타내었을 때 반도체의 등장은 고작 23시59분59초. 등장과 동시에 21세기를 살아가는 우리에겐 없어서는 안되는 존재가 되었다.또한 AI의 시대에 접어들면서 더더욱 고효율 반도체를 우리는 추구하고 있다. 따라서 그림1을 참고하여 웨이퍼 위에 우리는 수많은 회로를 설계하고 새긴다. 이때 반도체의 의미를 되새겨 보면, 반+도체...

소재공학실험 2023.11.28

FTIR- 푸리에 변환 적외선 변환기 원리

1. FTIR의 원리 와 보강/상쇄 간섭 2. 보강/상쇄 간섭의 원리를 통해 FTIR을 이해할 수 있다. 3. 이론 FTIR은 Fourier Transform Infrared Spectroscopy로 푸리에 변환 적외선 분광기를 뜻한다.FTIR은 기본적으로 마이컬슨-몰리의 실험으로부터 얻은 마이컬슨 간섭계를 이용한 방법인데, 이를 효과적으로 이해하기 위해서는 일련의 개념에 대해 알 필요가 있어 먼저 훑어보려고 한다. 어디서부터 이야기해볼까 하다가, 빛에 대한 이야기를 해보려고 한다. 우리는 가시광선 영역만을 눈으로 볼 수 있다. 이는 우리가 가시광선 영역에서 방출되는 빛을 볼 수 있기 때문인데, 그렇다면 빛은 입자일까? 파동일까? 생각해 보면 매우 이중적인 뜻이다. 우리가 사는 세상에서는 야구공을 입자로..

소재공학실험 2023.11.20

금속 분말 유동도, 밀도 실험 결과레포트------(2)

5. Discussion 우선 위와 같은 실험들을 효과적으로 이해하기 위해서 일련의 기본 개념에 대해서 먼저 간략하게 훑어보려고 한다. 분말(powder)은 각기 다른 입자(particle)들로 구성된 혼합체를 말한다. 입자는 고체가 작은 크기로 분리된 상태를 뜻한다. 그리고 분말을 이용해 복잡한 부품의 경제적 양산을 위해 분말재료가 사용된다. 또한 분말 재료 제품 사용의 당위성을 말해주는 또 다른 요소는 독특성이다. 많은 독특한 특성 및 미세구조를 가진다. 마지막으로는 유일성(captive)이다. 이는 다른 기술로는 만들기 어려운 소재를 제조할 수 있다는 의미이다. 그림 과 같이 3가지 조건이 중첩되는 구간을 찾기 위해서는 분말의 특성 에 대해 알필요가 있어 우리는 여러가지 실험을 통해 분말의 특성을 ..

소재공학실험 2023.11.19

금속 분말 유동도, 밀도 실험 결과레포트------(1)

1. 분말의 특성평가- 유동도 겉보기 밀도 tap밀도 2. 다음과 같은 분말의 특성평가를 이용해 분말을 효과적으로 이용할 수 있다. 3. 실험과정 (3-1)분말의 유동도 실험 1. Hall flowmeter의 세공을 막고 원뿔용기에 금속분말 50g을 채워넣는다. 2. 세공 밑에 25cc 회전사투 를 놓는다 3. 막고 있던 세공을 여는 동시에, time을 잰다. 4. 위의 방법을 4번더 진행하여 산술평균을 낸다. (3-2) 분말의 겉보기 밀도, tap밀도 실험 1. 전자저울에 25cc 회전사투를 놓고 영점을 맞춘다. 2. 세공 밑에 25cc 회전사투 를 놓고, 원뿔용기에 금속분말을 투입한다 3. 분말이 넘치기 시작하면 금속분말 투입을 중지하고, 25cc 회전사투 에 진동을 주지 않으면서 컵 상단부와 분말의..

소재공학실험 2023.11.19

금속 분말의 밀도

1. 분말의 밀도(겉보기 밀도, tab밀도 압축성지수 hausner Ratio) 2. 분말의 밀도를 측정함으로 써 분말금속의 거동을 파악하고 예측할 수 있다. 3. 이론 毫分縷析 호분누석-털을 나누고 실오라기를 쪼갠다는 뜻으로, 아주 잘게 나눔으 이루는 말이다. 이처럼 우리는 금속을 매우 고운 모래처럼 만든다. 그리하여 분말의 물리, 화학적 성질은 매우 복잡하다, 더구나 제조 방법에 따라서도 심하게 변하기 때문에 분말야금 제품의 품질에 미치는 영향도 크다. 특히나 겉보기밀도는 입도분포와 함께 분말의 규격으로서 채택되고 일하는데 있어서 종종 이용되고 있다. 따라서 소결 제품과 직접 관련성이 큰 현상적인 성질인 겉보기 밀도, Tap밀도, 압축성 에 대해서 간략하게 훑어보려고 한다. 겉보기 밀도(apparen..

소재공학실험 2023.11.12

금속 분말야금학- 유동도실험

1. 금속분말 특성 평가 2. 분말야금법에 적절한 금속 분말의 평가를 이해할 수 있다. 3. 이론 이번 시간을 통해서 금속 분말 특성평가에 대해서 소개하려고 한다. 이러한 것을 효과적으로 이해하기 위해서는 일련의 개념을 숙지할 필요가 있어 간략하게 훑어보려고 한다. 미세한 입자들을 융점 이하의 고온에서 가열하면, 입자들이 서로 결합하여 강인해지며, 이러한 현상을 소결(sintering)이라 한다. 소결은 표면 자유에너지가 큰 불안정한 상태에 있는 분말 집단에 열 에너지의 공급으로 표면 자유에너지가 보다 낮은 안정한 상태에 있는 분말 집단으로 변하는 현상이기 때문에 어떤 물질에서도 일어날 수 있는 현상이다. 주로 금속분말에 적용하여 여러가지 제품을 제조하는 것이 분말 야금(powder metallurgy)..

소재공학실험 2023.11.04

주조실험 결과(레포트)-------(2)

본격적으로 주조품을 살펴보면서 결함에 대해 이야기 해보려고 한다. 위의 그림을 참고하여 , 우선 표면결함의 일종인 용탕 돌출- 지느러미 결함을 관찰 할 수있다. 또한 blister dross 과 일부 균열의 모습도 관찰 할 수 있다. 위의 그림을 참고하여 주조품의 표면결함인 파임 및 구김, 모래 소착 , 개재물 등을 발견할 수 있다. 모래소착이 일어났다고 판단 되는 곳에서 mis-run(유동불량)도 의심이 가긴 하지만, 그림(1편에서 ) 참고하여, 주형틀이 무너져 내림때문인것으로 판단해 볼 수 있다. 수축공이나 공공, 기공들 이라고 생각할수 도 있긴 하지만, 공공과 수축공은 주조품 내부에서 생기는 결함으로 육안으로 관찰이 어렵다. 따라서 x선 실험 혹은 비파괴 검사를 통해서만 관찰할 수 있다. 그렇기 때..

소재공학실험 2023.11.03