물리적 야금 :금속의 빌딩 블록 이해
물리적 야금은 금속의 구조와 그 특성 사이의 관계를 탐구합니다 . 물리, 화학 및 재료 과학을 결합하여 금속 내에서 원자와 결함의 배열이 기계, 전기, 자기 및 열 거동에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 분야입니다.
다음은 주요 측면의 고장입니다 :
1. 미세 구조 :
* 원자와 결정 구조 : 물리적 야금은 원자가 금속에 어떻게 배열되는지 이해하는 것으로 시작합니다. 대부분의 금속은 결정 구조를 형성합니다 여기서 원자가 반복적 인 3 차원 패턴으로 배열되는 경우. 일반적인 결정 구조에는 얼굴 중심 입방 (FCC), 바디 중심 입방 (BCC) 및 육각형 근접 포장 (HCP)이 포함됩니다.
* 입자 경계 : 결정 구조는 완벽하지 않습니다. 그것은 grains 라는 작은 영역으로 나뉩니다 약간 다른 방향으로. 이 곡물 사이의 경계를 곡물 경계 라고합니다 .
* 결함 : 금속은 완벽하게 결정이 아닙니다. 여기에는 다양한 결함이 포함되어 있습니다 공석, 탈구 및 입자 경계와 같은 특성에서 중요한 역할을합니다.
2. 기계적 특성 :
* 힘과 경도 : 미세 구조는 금속의 강도와 경도에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 미세 입자 금속은 탈구 운동에 대한 저항이 증가하여 거친 금속보다 강하고 단단한 경향이 있습니다.
* 연성 : 파손없이 금속의 변형 능력은 연성 로 알려져 있습니다. . 입자 경계의 존재, 결정 구조의 유형 및 불순물의 존재와 같은 요인에 영향을받습니다.
* 강인함 : 인성은 파쇄 전에 에너지를 흡수하는 금속의 능력을 말합니다. 이것은 결함의 크기와 분포에 영향을받습니다.
3. 위상 변환 :
* 위상 변경 : 금속은 다른 단계에서 존재할 수 있습니다 온도 및 압력과 같은 요인에 따라 예를 들어, 철은 실온에서 BCC (페라이트)로 존재할 수 있지만 더 높은 온도에서 FCC (오스테 나이트)로 변형됩니다.
* 열처리 : 위상 변환을 이해하는 것은 열처리 에 중요합니다 금속의 미세 구조 및 특성을 제어하는 데 사용되는 어닐링, 경화 및 템퍼링과 같은 과정.
4. 응용 프로그램 :
물리적 야금은 새로운 재료의 개발과 기존 재료의 개선에 중요한 역할을합니다. 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
* 제조 : 스트레스 하에서 금속의 행동을 이해하는 것은 구조, 도구 및 기계를 설계하고 제조하는 데 필수적입니다.
* 재료 과학 : 연구원들은 물리적 야금 원리를 사용하여 항공 우주, 자동차 및 전자 산업의 응용에 특정 특성을 가진 새로운 합금을 개발합니다.
* 재활용 및 지속 가능성 : 물리적 야금은 재활용 과정에서 금속의 분해 메커니즘을 이해하고 금속 회복을 최적화하기위한 전략을 개발하는 데 도움이됩니다.
요약 :
물리적 야금은 금속의 원자 구조와 거시적 특성 사이의 격차를 해소하는 기본 징계입니다. 미세 구조와 특성 사이의 관계를 이해함으로써 우리는 다양한 응용 분야에 대한 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 금속을 설계하고 조작 할 수 있습니다.
