2022 아주대 재료공학실험1 열분석 실험보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 결론 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
재료과학 수업시간에 이론적으로 접했던 일원공정계, 이원공정계로 이루어진 금속의 상평형그림을 직접 그려보고 Pb-Sn 시편의 무게 분율에 따라 Pb-Sn 시편을 분류한뒤 용융시킨 후 냉각실험을 상온에서 진행하는 과정에서 시간을 x축으로 하는 냉각곡선을 얻음으로써 용융잠열이 발생하는 상변태가 일어나는 지점을 찾는것을 목적으로 실험을 진행한다. 또한
재료의 열분석 방법의 네가지 종류 DTA, DSC, TGA, BET의 원리와 실험방법 그리고 측정할수 있는 재료의 물성들의 차이점을 이해하고 열분석 곡선의 해석방법을 학습한다.

2. 이론적 배경
1)상평형과 상태도
상(phase)이란 고체상, 액체상, 기체상, 또는 두 가지 상이 공존하는것을 말하는 것으로 물질이 특정 온도와 압력, 조성 조건하에서 어떠한 상태로 존재하는지를 의미한다. 특정한 온도 압력, 조성의 기준점을 지나게 되면 다른 형태의 상이 나타날 수도 있고 고체상은 공액선을 넘어가면 액체상으로 상변화(상변태)가 일어날수 있다. 상태도라는 그림을 통해 표현하는데 이러한 그림을 통해 특정 조건하에서의 미세조직의 형태를 분류하고 예측하는 자료로 활용할수 있으며 평형상태에 따라서 준평형 상태와 비평형 상태를 구분할수 있다. 특정 물질의 상태도는 물질을 조성하는 원소의 갯수에 따라 분류하는데 한가지 원소로 이루어진 물질의 경우 일원상태도, 두가지로 이루어진 물질의 경우 이원상태도, N가지로 이루어진 경우 N원 상태도라고 한다. 이 중에서 이번 실험에서 우리가 다루는 시편의 경우
Pb-Sn 합금으로 두가지 원소로 구성되어 있으므로 이원 상태도의 형태로 나타난다.
합금이 두가지 이상의 물질로 이루어진 경우 순물질 한가지로 이루어진 경우에 비해서 상태도가 매우 복잡하게 나타나는데 기존의 변수인 온도, 압력 외에 조성이라는 변수가 존재하기 때문이다. 여기서 조성은 주로 무게분율wt을 통해 나타낸다. 아래 그래프는 실제 실험적으로 측정되어 만들어진 Pb-Sn 2원 상태도이다.

참고자료

· Raymond Tsang 일반 화학 11판 11단원 상평형
· 재료공학과 과학 9판 BY. Callister 11단원 상변화
· 시차주사열량계(DSC) 실험방법의 예
· https://m.blog.naver.com/PostView.naver?blogId=scinco_mnt&logNo=220801014956&targetKeyword=&targetRecommendationCode=1
· 열중량분석기(TGA)의 이해와 실험
· https://m.blog.naver.com/PostView.naver?blogId=scinco_mnt&logNo=220817864932&targetKeyword=&targetRecommendationCode=1
· 열분체 비표면적 분석