신소재 응용 용어 열적 기능 고온 내열성

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각 용어들의 정의 및 부연 설명

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고온 내열성 고온에서 사용할 수 있도록 강도를 유지하는 특성
1) 고온에서 산화나 부식(특히 황에 의한 황화 부식)에 견디고,
2) 서서히 일어나는 크리프(creep) 변형에 견디고,
3) 열 변형에 의한 열 피로 균열이 잘 발생되지 않는 성질이 요구 된다.
* 융점(melting point)이 높고, 열에 강한 특성과 700~1,100℃의 고온에서 견디는 재료를 초합금(superalloy) 또는 초내열합금이라고도 하며, Fe기, Ni기, Co기 등이 있다.
* 크리프 변형은 재료에 일정한 하중을 준 상태에서 늘어나는 성질로서, 하중의 크기, 온도, 습도, 진동 등에 영향을 받는다.

극저온 기능 극저온에서 취성을 일으키지 않고 충분한 강도를 유지하는 기능
* 극저온이란 액체산소의 끓는점인 90K(-182℃) 이하를 말하며, 협의로는 액체헬륨의 끓는점 4.2 K 이하의 온도범위를 말한다.
* 이 온도 범위에서는 열 운동의 방해 없이 양자효과를 거시적으로 관측할 수 있어, 초유동, 초전도 현상 등 상온에서 볼 수 없는 현상들이 발생한다.
* 샤피 충격시험으로 취성-연성 천이온도(transition temperature, ℃) 곡선을 구할 수 있다. 낮은 천이온도를 가지는 재료는 저온에서도 연성파괴가 가능하다. 저온에서의 충격 인성, 피로 한계, 균열전파 저항성 등의 특성 향상과 관련하여, 미세 결정립 제어 방안이 검토되고 있다.
* 액체질소(-195℃), 액체수소(-253℃), 액체 메탄가스(-163℃), 액체 헬륨(-269℃) 등의 보존 및 이용을 가능하게 하는 특성으로, 보통강이나 고장력강이 극저온에서도 충분한 구조 강도를 유지할 수 있다. 극저온 재료(ultra low temperature materials)가 있다.

참고 자료

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