[재료공학기초실험]TMA를 통한 재료의 열팽창 측정

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의 사항

본문내용

실험 목적
TMA를 통해 열팽창을 이해하고, Glass-Zn powder 시편에서 Zn의 조성에 따른 재료의 수축률을 관찰한다.

실험 이론 및 원리
열분석
열분석이란 온도의 함수로써 재료의 물리적·화학적 특성을 측정하는데 사용되는 일련의 분석기법을 말한다.
열을 가하여 어떤 단일 물질이나 혼합물, 반응성 화합물의 물리 화학적 특성을 측정하는 실험으로 그 물질의 온도 외에도 시간, frequency, 하중 등의 함수로써 재료의 물리화학적 특성과 기계적 물성을 측정하는데, 주요 재료의 특성은 시료의 전이온도, 질량, 크기, 엔탈피, 점탄성 변화와 관련이 있다.
대표적인 열분석 기술에는, 온도 차를 이용한 Differential Thermal Analysis (시차열 분석기, DTA), 열유속을 이용하는 Differential Scanning Calorimetry(시차주사열계, DSC), 질량변화를 측정하는 Thermogravimetric Analysis(열중량 분석기, TGA), 크기가 변형 된 정도를 분석하는 Thermomechanical Analysis(열기계 분석기, TMA), 점탄성변화를 측정하는 Dynamic Mechanical Analysis(동적기계분석기, DMA)등이 있다. 이 중 열기계 분석기(TMA)에 대해 조사했다.

열분석의 적용
구조적 변화
① 유리전이(glass transition) : 비정질 고분자(amorphous polymer)
② 용융/결정화(melting/crystallization) : 결정성 고분자
③ 증발(vaporization) : 용매혼합물(solvent mixture)
④ Liquid phase transition : 액정(liquid crystals)
기계적 거동
① 탄성(elastisity) 변화 : Thermoplastics
② 팽창/수축(expansion/shrinkage) : 섬유
열적 거동
① 비열(specific heat) : Heat accumulator material
② 용융점(melting point) : Organic compounds
③ 팽창계수(expansion coefficient) : Composite, 절연재료

참고 자료

학술논문, 한국결정성장학회지 제18권 제3호 (2008년 6월) pp.115-121 1225-1429 KCI 등재, 김환식, 김우형, 김강덕, 강승구, 한국결정성장학회 2008
재료과학 William D. Callister, 이동희 역, 서울 교보문고
William D.Callister Jr “Fundermental of Material Science and Engineering 4th