[신소재공학] 요업상들 사이의 평형과 반응 및 상태도

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목차

1. 열역학과 상평형 및 상법칙
1 – 1. 상(phase), 성분(components), 계(system)
1 – 2. 평형
1 – 3. Gibbs의 상법칙

2. 1성분계 (단일 성분계)
2 – 1. 1성분계와 상 법칙
2 – 2. 르 샤틀리에의 법칙 (Le Chatelier’s principle)
2 – 3. H2O 계 (H2O system)
2 - 4. Silica 계 (Silica system)
2 – 5. 가상 계(Hypothetical systems)

3. 2 성분계
3 – 1. 2성분계와 상법칙
3 – 2. 지렛대 법칙 (lever rule)
3 – 3. 공정 반응(eutectic reaction)
3 – 4. 포정 반응 (peritectic reaction)
3 – 5. 공석, 포석 및 편정 반응
3 – 6. 고용체 (solid solution)

4. 다성분계
4 – 1. 3성분계에서의 조성
4 – 2. 3성분계 상태도
4 – 3. 알케메이드 선(Alkemade line)

5. 반응 속도
5 – 1. 핵 생성과 핵성장
5 – 2. 5.2 원자 확산 : 아레니우스 식

본문내용

○1상 (phase)

표면에 의해 제한된 전체 계를 포함한 어느 일부분으로 물리적 구조 또는 밀도, X선 회절거동, 광학적 성질 같은 물리적 특성들이 균일하고 특정 조성을 갖고 있으며 엄밀한 화학적 조성에 한정되지 않는다. 각각의 다른 상들은 계 내에서 다른 부분과 기계적으로 분리가 가능하다.
기체들은 서로 완전히 용해되어 단 하나의 상을 나타내지만, 액체의 경우, 각 상이 다른 상들로부터 물리적으로 구별되는 상들로 존재할 수 있다. 만약 용질이 용매에 녹아 있으면 조성이 변하여도 단일 상 인데 그 이유는 화학조성의 변화에도 균일한 특성을 변화시키지도 않을 뿐 아니라, 물리적 구조에 뚜렷한 변화를 일으키지 않기 때문이다.
고체(결정)에서 보통 각 상들은 다른 상들로부터 물리적으로 구별되는 상들로 존재한다. 그러나 고용체(solid solution)는 완전하게 균일한 상을 이룬 고체의 혼합물로서 단일 상이다.

○2 성분(components)
평형 상태에서 존재하는 각 상의 조성을 나타내기 위한 필요 충분한 독립

<중 략>

공통 경계선을 가진 두 영역들의 초정 조성점을 연결하는 선을 알케메이드 선 이라고 한다. 알케메이드선은 각 초정영역의 경계선과 1 : 1로 대응 되고 각 상들의 관계 분석 과 해석을 단순화 시키기 때문에 중요하다고 할 수 있다.
알케메이드 정리(Alkemade theorem)는 경계선과 그에 상응하는 알케메이드선의 교차는 경계선상에서는 최대 온도이고 알케메이드선 상에서는 최저온도를 나타내는 것을 말한다. 알케메이드 선을 이용하여 냉각 시 액상의 조성이 움직이는 방향을 알 수 있다. 알케메이드선과 교차하는 경계선들은 점 E와 점D 로 모여 있으며 이 점을은 공정점이다. 두 공정점들 중 어느 점이 더 낮은 온도인가는 알케메이드 정리에 의해 구할 수 없다.

5. 반응 속도
5 – 1. 핵 생성과 핵성장
○1 핵 생성
모상에서 새로운 상이 발생하려면 먼저 핵 생성(nucleation)과정이 일어나야 한다. 핵 형성과정은 모두 열정 활성화 과정이기 때문에 시간 의존적이다. 핵 형성과정으로는 균일 핵생성(homogeneous nucleation)과 불균일 생성(hetero generous nuclastion)이 있다.
균일 핵생성 (homogeneous nucleation)
균일 핵생성은 모상의 임의의 장소에서 핵이 형성되는 것을 말한다.
불균일 핵생성(heterogeneous nucleation)

참고 자료

없음