재료공학의 특징 발전 전망

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재료공학

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재료과학과 공학이란 물리학(특히 고체물리학)의 영역에서는 주어진 원자 배치, 즉 미세구조(structure)에서 기대될 수 있는 물리적 특성을 예측할 수 있다. 그러나 그러한 구조적 상태를 이루기 위해서 어떤 방법을 사용해야 하는지, 어떤 제조 방법에 따른 미세구조의 변화와 특성관의 관계는 어떠한지 등을 설명하는 데는 한계가 따른다. 재료과학(material science)은 이러한 재료의 구조(structure)와 재료의 성질(property)을 탐구하는 학문이다.
재료공학(materials engineering)은 이러한 구조-성질의 연관성을 기초로 하여 원하는 재료의 성질을 구현하기 위해 재료를 설계하고 가공하는 것을 말한다. 인류의 역사는 당시 주로 사용하였던 재료에 따라서 그 시대가 구분되고 있으며, 인류의 문명은 새로운 재료가 탄생함으로써 혹은 발견 됨 으로써 발전을 거듭할 수 있었다. 여기서 신소재의 의미를 파악할 수 있다. 즉, 석기시대의 신소재는 청동기 재료이며 청동기시대의 신소재는 철기 재료가 되는 것이다. 신소재는 “특성면에서 기존의 재료보다 뛰어나거나 기존의 재료가 갖고 있지 않는 새로운 기능을 갖고 있어 그 효용 가치가 큰 재료”라고 볼 수 있다. 그렇다면 오늘날의 신소재의 종류와 발전전망에 대하여 알아보겠다.
첫째로 형상기억합금(shape memory alloy)이다. 대표적인 합금으로 티탄-니켈 합금이 있으며 인공위성부품·인공심장밸브·감응장치 등에 쓰인다. 형상기억 합금의 개요는 1960년대에 미국 해군연구소(海軍硏究所)의 W.뷸러가 형상기억 반응을 나타내는 합금(니켈＋티타늄:니티놀)을 발견, 연구가 진행되었다. 형상기억효과(形狀記憶效果)의 메커니즘은, 금속고상(金屬固相) 상태에서의 상변태(相變態)의 일종인 마르텐사이트 결정변태(結晶變態)와 동일한 현상이다.

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