덴드라이트성장관찰

소개글

주조응고실습 A뿔 보고서

목차

1. 학습 목표

2. 관련 이론

3. 실습 과정

4. 실습 결과


5. 고 찰

인용 및 참고문헌

본문내용

덴드라이트, 나에겐 수지상정으로 고등학교 때부터 익숙한 말이었다. 하지만 수지상정에 대해 정확히 아는 바는 없었다. 단지 수지상정=나뭇가지모양 이라고만 알면 고등학교 때는 전공시험과 자격증 시험에서 문제될 것이 없었기 때문이다. 실험 전 관련 이론을 들으면서 냉각속도와 덴드라이트의 관계에 대한 실험을 할 것이라기에 직접 금속을 녹여서 관찰하는 줄 알고 고온의 용탕을 어떤 현미경으로 관찰할 것인가 혼자 궁금증을 품기도 했지만 실제 실험은 염화암모늄의 과포화용액을 이용하였다. 냉각속도에 차이를 주기 위해 온도구배를 조정하기는 어렵지만 염화암모늄의 농도에 변수를 주어 핵성장 속도를 조정함으로써 같은 효과에 실험을 할 수 있었다.
우리는 조별로 20g, 30g, 40g, 50g의 염화암모늄을 60℃의 중탕에서 물 100ml에 용해를 하였고 그것을 글라스위에 한 방울 떨어뜨려 현미경으로 관찰하기만 하면 되는 것이었다. 그러나 그것이 쉽지가 않았다. 글라스 위에 떨어뜨린 용액이 방울지지 않고 펴져야 핵생성도 빠르고 관찰이 용이한데 아무리 노력을 해도 잘펴지지가 않아 초점을 잡기가 매우 어려웠다. 게다가 20g을 녹인 것은 아무리 기다려도 핵생성이 일어나지가 않았고 50g을 녹인 것은 중탕기 내에서 계속 저어 줘도 약간의 핵들이 존재했으며 관찰하기위해 글라스에 떨어뜨리기도 전에 스포이드내에서 핵생성이 이뤄져서 실험에 난항을 겪어야 했다. 그래서 무엇이 문제인지 자료를 찾아봤는데 용해도에 답이 있었다. 염화암모늄은 용해도가 물 100g, 0℃에서 29.4g이고, 100℃에서 77.3g이기에 우리가 실험한 60℃의 중탕에서는 58g정도로 볼 수 있다. 그러니 50g을 녹인 것은 60℃에서 조금만 온도가 떨어져도 곧바로 결정이 생겨 버렸고 20g을 녹인 것은 0℃이하로 내려가던지 수분이 증발될 때까지 기다려야 했기 때문에 관찰이 어려웠던 것이었다.
실험한 모든 용액은 가장자리 즉 계면부터 핵생성이 시작되어 가운데로 퍼져나갔고 물기가 완전히 제거된 글라스위에 작은 물방울자리를 보면 육안으로도 결정모양이 계면에서부터 중심부로 자란 주상정인 것을 확인할 수 있었다.

참고 자료

1. 김정근 김상호 김영철 공저. 「최신재료학」. 골드, 2001. pp.44.
2. 고진현 외 역. 「재료과학과 공학 4판」. 사이텍미디어. pp.118~121.
3. (주) Metal Network Korea Company. http://www.metalnet.co.kr/. 주물주조 관련기술.