강의자료실 - 자료실 - 언장광장(삼척) - KNU광장 - 강원대학교

(1)

9 장 상태도

1. 상태도와 상변태에 관한 용어 2. 상태도 이해

3. 철 탄소 2 원계 상태도

(2)

정의 및 기본 개념

• 성분(component) : 합금을 구성하는 순금속이나 화합물 – 예) 황동 (구리+아연) • 용질(solute) : 적은 농도로 존재하는 원소 또는 성분 • 용매(solvent) : 가장 많은 양으로 존재하는 원소 또는 성분 • 고용체(solid solution) : 용질원자가 모재료에 첨가되어 새 로운 구조를 형성시키지 않고 기존의 결정구조를 유지할 때 형성 – 치환형과 침입형 • 치환형과 침입형을 결정하는 요인 – 원자의 크기: 두 원자간 반지름의 차이가 15% 미만일 때. – 전기화학적 요소: 한 원소의 전기양성도와 다른 원소의 전기음성 도가 크면 클수록 침입형 형성

(3)

상(phase)과 상평형(phase equilibrium)

• 상: 물리적 화학적 특성이 균일한 계의 균질한 부분 – 예) 설탕물과 고형설탕 – 서로 다른 상, 각각은 하니의 상 – 둘은 서로 다른 물리적 성질 (고체와 액체), 화학적으로도 상이 • 하나의 계에 두가지 상이 있으면 물리적 성질 또는 화학 적 성질 하나만 다를수도 있음 – 예) 물과 얼음 – 물리적 다름 (액체와 고체), 화학적 동일 (H2O) • 균질계 – 하나의 상으로 구성된 계 • 비균질계 – 대부분의 금속합금, 세라믹, 폴리머 • 상평형: 계의 특성이 시간에 따라 변하지 않고 유지 되는 것 – 안정되어 있는 상태, 평형상태 계에서는 온도, 압력, 조성이 변하 면 자유에너지의 증가를 초래하여 자유에너지가 낮은 상태로 즉 각 변화

(4)

상평형(phase equilibrium)

• 상평형의 예 : 20℃ 설탕시럽 65% 설탕과 35% 물 존재 • 비평형 또는 준평형 : 고체계에서 평형에 도달하는 속도 가 느려 완전평형에 도달하지 못한 것 • 평형상태도: 온도와 조성 및 상의 양 사이에 평형상태의 관계를 나타내는 선도.

(5)

용해한도

• 고용체 형성에 있어서 용매에 용해되는 용질원자의 최대 농도는 온도에 따라 정해져 있다. – 용해한도 – 예) 물에 설탕을 첨가하면 용해한도를 넘는 설탕은 그대로 존재 • 설탕-물 시럽에서 설탕의 용해도 – 100g 의 설탕물 – 0℃에서 물 40g에 설탕 60g 용해 – 80 ℃에서 물 25g에 설탕 75g 용해

(6)

평형상태도

• 구리-니켈 상태도 – 구리 용해점 1085℃ – 니켈 용해점 1453℃ • 특정 온도에서 액체와 고체의 비 • 액체와 고체의 농도

(7)

상태도의 이해

(8)

구리-은 상태도

(9)

철-철탄화물 상태도

• ferrite, austenite, cementite

(10)

(11)

(12)

(13)