재료의 전기화학적 성질, 미세구조 및 열적 특성 분석

문서 내 토픽

1. 광학 현미경을 통한 미세조직 관찰 및 분석

광학 현미경은 볼록렌즈를 통해 시료의 상을 확대하여 관찰할 수 있는 장치입니다. polishing과 etching 과정을 거쳐 시료의 미세구조를 관찰할 수 있습니다. 이번 실험에서는 Al-Ni 합금의 미세구조를 200배율로 관찰하였지만, 배율이 낮아 lamella 구조를 관찰하기 어려웠고 초점 및 대비가 좋지 않았습니다.
2. 주사 전자 현미경을 통한 미세조직 관찰 및 분석

주사 전자 현미경(SEM)은 진공 중에서 시료 표면을 전자선으로 주사하여 미세조직과 형상을 관찰할 수 있는 장치입니다. SEM은 광학 현미경에 비해 해상력이 좋고 초점 심도가 커서 3차원적인 영상 관찰에 용이합니다. 이번 실험에서는 Al-17.1Cu 합금의 α상과 β상의 lamella 구조를 2500배와 6500배로 관찰할 수 있었습니다. 다만 일부 defect와 초점 및 대비 문제가 있었습니다.
3. 시차 열분석

시차 주사 열량계(DSC)는 시료와 기준물질을 동시에 가열/냉각하면서 시료의 열 출입을 측정하는 장치입니다. 이를 통해 시료의 열적 특성, 즉 결정화 온도, 녹는점, 산화 반응 등을 확인할 수 있습니다. 이번 실험에서 측정된 Ti25.2Zr27.1Ni5.7Cu12.6Be24.6Nb4.8 비정질 합금의 DSC 곡선에서는 glass transition temperature(Tg)와 결정화 온도(Tx)가 관찰되었습니다.

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1. 광학 현미경을 통한 미세조직 관찰 및 분석

광학 현미경은 미세조직 관찰 및 분석에 있어 매우 유용한 도구입니다. 이를 통해 재료의 내부 구조와 성분을 비파괴적으로 확인할 수 있으며, 결정립 크기, 상 분포, 결함 등을 정량적으로 분석할 수 있습니다. 특히 광학 현미경은 비교적 저렴한 비용으로 운용할 수 있어 재료 개발 및 품질 관리 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 다만 관찰 가능한 해상도가 제한적이라는 단점이 있어, 보다 미세한 구조 분석을 위해서는 주사 전자 현미경과 같은 고해상도 장비의 활용이 필요합니다.
2. 주사 전자 현미경을 통한 미세조직 관찰 및 분석

주사 전자 현미경은 광학 현미경에 비해 훨씬 높은 해상도와 배율을 제공하여 재료의 미세조직을 관찰하고 분석하는 데 매우 유용한 도구입니다. 전자 빔을 시료 표면에 주사하여 발생하는 다양한 신호를 검출하여 시료의 형태, 조성, 결정 구조 등을 상세히 파악할 수 있습니다. 이를 통해 나노 수준의 미세 구조와 결함을 관찰할 수 있어 재료 개발, 품질 관리, 실패 분석 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 시료 준비와 장비 운용이 복잡하고 비용이 높다는 단점이 있어, 광학 현미경과 병행하여 활용하는 것이 효과적일 것으로 판단됩니다.
3. 시차 열분석

시차 열분석(Differential Thermal Analysis, DTA)은 재료의 상변화, 화학 반응, 상 전이 등을 연구하는 데 유용한 분석 기법입니다. 시료와 기준 물질을 동일한 온도 프로그램으로 가열 또는 냉각하면서 두 물질 간의 온도 차이를 측정하여 시료의 열적 특성을 파악할 수 있습니다. 이를 통해 용융점, 결정화 온도, 상 전이 온도 등 다양한 열적 특성을 확인할 수 있으며, 반응 속도, 반응 열 등의 정량적 분석도 가능합니다. 또한 시료의 양이 적어도 되고 비파괴적으로 분석할 수 있다는 장점이 있어 재료 개발, 품질 관리, 공정 최적화 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

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