지원분야에 필요한 직무능력을 습득하기 위해 받은 학교교육 또는 직업교육 내용을 기술하고, 현장에서 어떻게 활용할 수 있을지 설명하여 주십시오.(띄어쓰기 포함 100~600자로 작성)[시작은 충실히 배운 기본기와 함께]첫째, 한국전기공사협회에서 배전이론 및 애자교체, 전선가선, 우산접속, 슬리브 압축, 바인드 시공 등의 실습 교육을 받으며 배전분야에 대한 이해를 높이고 '가공배전자격증'을 취득하였습니다. 또한 옥내배선 및 시퀀스 제어 수업을 받으며 전기의 흐름제어와 기기 동작에 대한 제어를 이해 할 수 있었고, 그 결과 ‘전기기능사’ 자격증을 취득하였습니다. 그 후 대원전기교육원에서 수업을 들으며 기존에 배웠던 내용 외에도 Cos조작이나 지중변압기, 지중개폐기에 대한 조작 숙련도를 높였습니다.배전현장의 직무능력을 높이기 위해 충실히 배우고 습득한 기술을 가지고, 현장의 업무를 빠르게 배워나가는 시작점에서 효과적으로 활용하겠습니다.둘째, 설비엔지니어로서 고장처리와 유지보수 업무를 수행하면서 현장에서 발생한 문제에 대한 원인을 찾고 해결방안과 재발방지를 목표로 개선 방안까지 강구하도록 교육받으며 근무했습니다. 배전업무 현장에서도 정전이 발생한 원인을 찾고 개선방안을 강구하여 무정전을 목표로 하는 배전담당 직원이 되도록 하겠습니다.본인이 속했던 팀이나 조직, 단체 등을 위하여 자발적으로 수행했던 일이 있다면 그 경험과 스스로 찾아서 할 수 밖에 없었던 이유, 노력한 만큼 만족할만한 성과를 얻었는지에 대해 구체적으로 기술하여 주십시오.(띄어쓰기 포함 100~400자로 작성)[동기를 부여하라]대학시절, 장애인재활협회 소속으로 교육봉사를 하며 학생들의 수업참여를 높이고 분위기를 만들기 위해 자발적으로 움직였습니다.담당한 학생 4명중 1명이 수업에 관심이 없었고, 분위기가 흐려지는 것을 느꼈습니다. 문제가 되었던 학생에게 변화가 필요하다고 생각했고, 수업과 더불어 동기부여 해주는 역할이 되고 싶었습니다.수업은 학생의 눈높이에서 설명하려고 노력했고, 본인이 이루고 싶은 꿈을 이야기하며 공부해야하는 필요성을 느끼게 만들려고 노력했습니다. 그리고 동물조련사가 꿈이라는 학생을 위해 동물원을 같이 방문하고 동기부여가 되도록 노력했습니다. 이러한 노력이 학생의 수업태도와 생각을 조금씩 변화시켰고, 1년간 공동의 노력으로 마지막 시험에서 모두들 발전된 모습과 결과를 이끌어 냈습니다.귀하가 최근 3년 이내에 본인의 부족한 부분을 발견하고 체계적인 과정이나 절차를 통해 극복한 경험이 있다면 구체적으로 그 과정과 결과에 대하여 기술하여 주십시오.(띄어쓰기 포함 100~400자로 작성)[부족함=기회]엔지니어로 일하며 신규장비에 대한 설치 및 유지보수 업무를 담당하게 됐으나, 장비기술 및 이해도가 부족하여 현장업무가 원활하지 않는 것을 느꼈습니다.직장상사께서 저에게 본사 장비제조팀과 두 달간 함께 일하며 장비3대를 처음부터 끝까지 같이 만들 수 있는 기회를 제공했습니다. 현장에서 테스트하기 힘들었던 하드웨어 장비조작이나 소프트웨어적인 테스트를 주어진 일정 속에서 진행하며 노하우를 습득할 수 있었고, 본사 팀원들과 교류 속에서 그들의 노하우도 배울 수 있었습니다. 일정이 끝난 후 현장으로 복귀했을 때 신규설비에 대한 업무를 메인으로 담당할 수 있는 능력을 갖출 수 있었고, 본사에서 배우고 익힌 노하우나 자료를 현장 팀원들과 같이 공유하며 팀원들의 레벨을 올리는데 기여했습니다.
1. 실험 제목슬립캐스팅(Slip Casting)2. 실험 목적주로 복잡한 제품의 성형에 상용되는 방법인 Slip Casting을 사용하여 Slip Casting공정을 이해하고 수축율 계산을 통해 소결 전 후에 성형체가 얼마나 수축이 일어나는지 짐작해보자.3.실험일시 및 장소- 2012년 3월 14일 ~ 5월 2일, 공과 대학 A동 201호4. 실험 준비물 및 기자재도자기 소지, 석고몰드, 유약, 교반기, 마그네틱 바, 도자기용 물감 , 붓, 비커, 버니어 캘리퍼스, 타이머석고몰드버니어캘리퍼스전기로유발5. 실험방법ⓐ원료 혼합 : 물, 도자기 소지, 분산제(혼합비율 - 도자기 소지는 임의로 정함분산제는 도자기소지의 0.04Wt%)시간변수① 도자기 소지 : 물 = 6:4(도자기 소지 = 180g, 물 = 100ml )석고몰드에 용액을 부은 후 대기시간:20분분산제 = 0.72g③ 도자기 소지 : 물 = 6:4(도자기 소지=180g, 물 = 110ml )분산제 = 0.72g석고몰드에 용액을 부은 후 대기시간:25분*Stirring 하지 않음농도변수② 도자기 소지 : 물 = 6.5:3.5(도자기 소지= 180+42.8g, 물 = 120ml )석고몰드에 용액을 부은 후 대기시간:18분분산제 = 0.89g④ 도자기 소지 : 물 = 7:3( 도자기 소지 = 180+53g, 물 = 100ml ) 석고몰드에 용액을 부은 후 대기시간:20분분산제 = 0.93g위에 표에 나타난 4가지 조건으로 물, 도자기 소지 분산제를 섞어 혼합액을 만든다. 어느정도 혼합이 이루어질수 있도록 나무젓가락 등을 이용하여 잘 섞어준다. 교반을 하기위해, 혼합되어 있는 비커안에 “마그네틱바”를 넣은 후 교반기위에 올려놓는다. 마그네틱바가 자석으로 되어 있기 때문에 교반기 위에서 돌아가면서 교반이 이루어진다. 약 5분간 시행한다.◀ 잘 섞여진 혼합액의 모습ⓑ 석고몰드에 혼합된 원료를 주입교반이 끝나면, 혼합된 소지를 석고몰드에 적정량 만큼 부어서 채운다. 물이 흡수 될 수 있도록 어느정도 시간이 흐를 때까지 기다린다. 시간이 지나면, 몰드안에 있던 혼합액이 안에서 흡수되어 높이가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.ⓒ 두께를 조정하고 과잉분을 제거위에서 주어진 조건에 맞에 시간이 흘러 흡수되고 나면 몰드 안에 남아있는 양을 따라낸다. 그리고 석고몰드 입구에 묻은 도자기소지를 제거해주어 건조시 성형체가 찌그러지는 것을 방지한다.※주의 사항-소지와 물을 섞어서 혼합할때, 물의 양을 잘 고려해야 한다. 점도가 걸쭉하면 안되므로, 되도록이면 쪼르륵 흐를정도의 점도를 갖도록 한다.-교반기를 돌리기 전에, 어느정도 혼합상태가 좋아야 한다. 교반기를 돌린다고 응집된 부분이 100%로 섞이는 것이 아니기 때문에, 사용하기 전에 충분히 저어서 어느정도의 혼합상태를 갖추어야 한다. 응집체가 남아있을 경우 성형체에 영향을 미치게 된다.-교반후에는 나무젖가락으로 저어서는 안된다. 성형몰드에 주입하고 나서는 그대로 놔두고 되도록이면 진동이 없도록 한다.※실험변수-물의 혼입량이나, 소지 혼합후의 점도 차에 따라서 성형결과가 달라질 것이다.-만들어진 성형체의 두께는 시간과 농도에 따라 달라진다.ⓓ 건조 후 1차 소결소결은 1차소결과 2차소결로 진행되는데 건조를 마친 성형품을 사포를 이용하여 치수측정이 용이하게 다듬는다. 버어니어 캘리퍼스를 이용하여 성형체의 지름을 측정한다. 그 후에 전기로에서 850℃에서 4시간동안 1차소결을 한다. 버어니어 캘리퍼스를 이용하여 소결 후의 지름을 다시 한번 잰다.◀건조후 버니어 캘리퍼스를 이용하여 내부 지름을 재는 모습ⓔ 디자인 및 유약 후 2차 소결성형체 표면에 원하는 모양의 그림이나, 문구를 기입한다. 그 후에 유약을 성형체에 바르고 1260℃에서 4시간동안 2차 소결을 한다.◀1차소결후 디자인한 모습.◀유약을 바른 후 2차 소결후 모습ⓕ 전사지 작업 후 3차 소성2차소결이 끝난 후 다시한번 지름을 재고 전사지를 성형체에 붙혀 온도를 높여잰다.◀전사지를 붙이는 모습※주의사항-소결 전, 후의 수축율을 계산하기 위해서 성형체의 지름을 측정하는데, 오차범위가 크므로 여러 DATA의 평균값으로 나타내도록 한다.※실험변수-치수 범위의 오차가 크기 때문에 수축율을 구하는데 있어서 정확도가 떨어질 수 있다.6.결과도자기의 내부/외부 직경을 건조, 초벌, 재벌 후 각각 3번씩 측정하였으며 그 값의 평균을 다음 표에 도시하였다.직경 작품명① 핫식스② 春③ c2=a2+b2④ 해를품은달건조 후 - 내부45.93mm43.70mm44mm40.1mm건조 후 - 외부50.48mm50.58mm50mm49.0mm1차소결후-내부45.38mm43.45mm43.72mm39.94mm1차소결후-외부50.05mm50.14mm49.65mm48.76mm2차소결후-내부39.62mm40.26mm40.18mm37.51mm2차소결후-외부47.35mm46.66mm46.29mm46.72mm처음치수(A)소결후(B)DATA차(A-B)수축율(%)=(A-B)/A*1001차소결후내부지름45.9345.380.551.197474외부지름50.4850.050.430.8518232차소결후내부지름45.3839.625.7612.69282외부지름50.0547.352.75.394605최종수축율내부지름45.9339.626.3113.7383외부지름50.4847.353.136.200475① 핫식스② 春처음치수(A)소결후(B)DATA차(A-B)수축율(%)=(A-B)/A*1001차소결후내부지름43.7043.450.250.572082외부지름50.5850.140.440.8699092차소결후내부지름43.4540.263.197.341772외부지름50.1446.663.486.940566최종수축율내부지름43.7040.263.447.871854외부지름50.5846.663.927.750099.처음치수(A)소결후(B)DATA차(A-B)수축율(%)=(A-B)/A*1001차소결후내부지름4443.720.280.636364외부지름5049.650.350.72차소결후내부지름43.7240.183.548.096981외부지름49.6546.293.366.767372최종수축율내부지름4440.183.828.681818외부지름5046.293.717.42③ c2=a2+b2④ 해를품은달처음치수(A)소결후(B)DATA차(A-B)수축율(%)=(A-B)/A*1001차소결후내부지름40.139.940.160.399002외부지름49.048.760.240.4897962차소결후내부지름39.9437.512.436.084126외부지름48.7646.722.044.183757최종수축율내부지름40.137.512.596.458853외부지름49.046.722.284.6530617.고찰.이번 실험은 금속, 세라믹 성형 주조법 중 하나인 Slip Casting 의 간단한 제조공정을 직접 해봄으로써 Slip Casting에 대한 이해를 돕기위한 실험이었다. 실제로 Slip Casting은 도기제조에 주로 사용되어져 왔으나 현재에는 금속분말의 성형법이나 복잡한 제품의 성형에 쓰이는 등 그 활용도가 많은 편으로 알고있다. 이번 실험에서는 원료를 직접 혼합하여 작은 도자기 모양의 성형체를 만들어 내는 것이었다. 직접 성형품에 그림도 넣어 봄으로써 작고 간단하지만 자신만의 도자기를 만들어 보는데 큰 의미가 있었던 것 같고, 직접 배합한 혼합원료에 따라 성형체의 모양이나 강도가 달라질 수 있으므로 두께등을 서로 비교해 보는것도 좋은 경험이 되었다. 또한 2번의 소결로 인해 건조 직후의 성형체가 얼마나 줄어들었는지, 그 수축율의 계산도 해보았다. 이번실험에서 우리 조는 석고몰드에 용액을 부은 후 대기시간의 변수와 도자기 소지와 물을 섞은 혼합용액의 농도의 변수 이렇게 두 개의 변수를 가지고 실험을 했는데. 아무래도 석고에 혼합액을 넣고 오랜 시간 기다렸을 때의 형성된 성형체의 두께나 조금 더 두껍게 측정되는 것을 볼 수 있었고, 혼합액에서 도자기 소지의 양을 늘렸을 때 형성된 성형체의 두께가 더 두껍게 형성되는 것을 볼 수 있었다. 건조와 소결의 과정을 거치면서 성형체가 조금 찌그러져 완벽한 타원이 형성되지 못하므로 손으로 측정한 내 외부 지름에 물론 오차가 있을 수 있다는 점은 감안해야 할 것이다. 그래서 최대한 오차를 줄이고자 각각 3번의 측정을 거쳤다. 위의 결과 값을 보면 1차 소결보다 2차 소결에서 수축률이 크게 증가한 것을 볼 수 있다. 소결을 하게 되면 성형체 내부의 기공이 제거가 되고 그로 인해 부피의 감소가 이루어지는데 2차성형에서 생기는 더 큰 수축률로 보아 2차성형시 더많은 기공이 제거가 되고 그로 인해 부피감소가 생기며, 부피감소로 인해 밀도는 높아지고 높아진 밀도는 성형체의 기계적 성질을 좋게 할 것이라고 예상되어진다.
재료의 자기적 성질1. 서론 및 실험목적측정이 가능한 자기적 물성은 자화율(χ), 자화(M), 투자율(μ), 자기이방성, 큐리온도(Tc), 자구구조, 자기공명 등 다양하다. 어떤 물체를 자계 속에 놓으면 그 물질의 양끝에는 자극이 형성되는데 이와 같은 물체를 자계 상태로 만드는 것을 자화(Magnetization)라 하며 이러한 현상을 자기유도가 되었다고 한다. 따라서 물체가 자화되었다는 것은 자속(magnetic flux)이 생겨서 전류가 흐를 수 있다는 것을 의미한다. 자화의 강도에 따라 자화 값을 도시한 graph가 자화 곡선이 된다. 이 때 자속 밀도(magnetic flux density) B를 가해진 전기장과 자성체 내의 자화값과의 관계를 식으로 나타내면 다음과 같다.이번 실험에서는 연자성체(soft magnet) 시편의 투자율을 측정해 보도록 한다. 한편, 영구 자석 위에 초전도체를 올려놓거나 역으로 초전도체 위에 영구자석을 올려놓는 경우 영구자석에서 발생된 자기장이 초전도체와 전자기적 상호작용에 의해 부상력을 얻을 수 있다. 이런 원리로 만들어진 것이 자기부상 열차이다. 또 다른 시연실험에서는 자석과 초전도체 간에 발생되는 전자기력 발생의 기본원리를 살펴보도록 한다.2. 실험이론1) 초전도 자기부상의원리 (Meissner effect)영구 자석에 의해 발생된 자기장에 초전도체가 노출되면 전자기적 상호 작용에 의해 반발력 혹은 인력이 발생된다. 이러한 전자기력의 발생 원리는 자석과 도체 사이에서 발생하는 전자기력의 원리와 많은 차이점이 있다. 가장 큰 차이는 일반 도체와 달리 저항이 0이므로 외부자장이 가해짐에 따라 유도되는 초전류는 저항이 있는 도체의 경우에 생기는 와전류와 아주 다른 특성을 보인다는 점이다. 초전도 전류는 열을 발생하지 않으므로 자장의 세기가 큰 경우 유도된 초전류는 거의 영구적으로 흐를 수 있다. 초전도체에 유도되는 전류의 크기는 상전도체와 같이 Faraday와 Lentz의 법칙)에 의해 가해진 자속밀도의 시간변화에 비례하여 발생하는 유도 기전력에 의해 발생되는 것이 아니라 자장을 가할 때 이를 밀어내려는 반자성(diamagnetism)의 특성으로 설명될 수 있다. 그러나 초전도체의 반자성은 일반 반자성체와는 전혀 다른 메카니즘에 의한 것이다.인가하는 자기장의 세기에 따른 초전도체의 반응을 설명하면, 외부 자기장의 세기가 작은 경우 (Hc)이하) 표면 부분에서 자신이 흘릴 수 있는 최대의 초전도 전류를 흘려 이 전류에 의해 외부에서 가해진 자기장을 완전히 차단하여 자기장이 자신의 몸체에 들어오지 못하도록 방어한다. 즉 완전반자성(perfect diamagnetism)인 B=0, χ=-1)을 나타내게 된다. 이때 표면에 흐르는 초전도 전류를 차폐전류(shielding or screening current)라 하고 만일 이 상태에서 외부 자기장을 제거하면 초전도체 내부의 전류는 더 이상 흐르지 않게 된다. 만일 작은 자기장을 인가한 상태에서 임계온도 이하로 초전도체를 냉각시키는 경우에는 초전도체의 종류에 따라 다른 특성이 나타나게 된다). typeⅠ)초전도체의 경우에는 이미 초전도체 내부에 들어가 있는 자속이 모두 밀려나게 되어 먼저 임계온도 이하로 냉각한 후 자기장을 인가한 경우 초전도체 내부에 자속이 전혀 들어가지 못하는 현상이 발생하는데 이것을 Meissner effect라고 부른다. 이에 반해 typeⅡ초전도체는 자장을 냉각하는 경우 meissner 효과에 의해 자속이 밀려나기도 하지만 임계온도 근처에서는 임계자장 (Hc1,Hc2)이 매우 낮아 초전도체 내부에서 자속이 접속되어 양자화된 자속(quantized magnetic flux, or fluxiod or vortex)을 형성하고 이것이 초전도체 내부에 남아있는 경우가 대부분이다. 만일 결함이 없는 이상적인 재료인 경우 즉, 자속의 고정시키는 pinning 효과가 미비한 경우 meissner effect 효과에 의해 밖으로 모두 밀려나갈 수 있지만, 결함이 많고 pinning strength가 큰 경우 임계온도 이상에서 초전도체로 들어왔떤 대부분의 자속이 양자화 되어 붙잡혀 있게 된다. 이 경우 외부자기장을 제거하여도 자속이 계속 잔류하게 되어 초전도 영구자석이 되는 것이다. 여기에서는 외부자기장의 세기가 큰 경우 즉 (Type Ⅱ 초전도체의 Hc1 이상 Hc2 이하), 가해진 자기장은 초전도체 표면에서 집속되어 양자화 된 자속을 형성한 후 초전도체 내부로 들어가게 된다. 양자화 된 자속의 주위에는 초전도 차폐전류가 국부적으로 회전하게 된다. 양자화 된 자속이 초전도체 표면에서 형성되는 이유는 거시적인 차폐전류가 표면에 흐르기 때문에 곧바로 내부로 가해진 자장이 들어갈 수 없기 때문이다.자기부상열차는 자기에 의한 부상을 이용하고 있는데 처음에는 소음은 작지만 안타깝게도 종래의 전자석으로는 부상 높이가 1cm밖에 되지 않았다. 이 부상 높이는 저속으로 주행할 때는 괜찮지만, 고속에서는 안전하지 않았따. 하지만 이 경우 초전도 전자석을 사용한다면 30톤에 이르는 차체를 10cm 이상으로 부상시킬 수 있다. 10cm이상의 부상 높이라면 시속 500~600km까지 안전주행이 가능하다. 또는 역방향으로 놓인 자기를 사용하며, 초전도 자기 부상 열차에서는 열차 내에 영구 전류를 흘려 보내 여러 개의 초전도 자석을 사용한다. 이 초전도 전자석의 자기력선 방향은 전류의 방향에 의해 결정되며 한번 흘려 보낸 전류는 영구전류이므로 전력이 소비되지 않는다. 반면에 지상 쪽에서는 루프형에 전선을 감은 코일(폐회로)을 고정해 두고, 이 코일을 열차가 지나가는 길에 레일 대신 쭉 늘어 놓는다. 따라서, 초전도 전자석을 실은 열차가 이 코일 위를 통과할 때 코일에서는 유도전류가 생기게 된다. 이것은 발전기의 원리와 마찬가지다. 이 유도전류에 의해 지상에 있는 코일도 전자석으로 된다. 여기서 이 전자석의 자기력선 방향은 열차에 실은 초전도 전자석의 역방향이 된다. 이 때문에 열차 이에 있는 초전도 전자석과 지상의 코일 전자석 사이에는 반발력이 작용하게 되고, 이 반발력이 열차를 부상시키는 힘의 원천이 된다.2) 자성체의 종류① 상자성(paramagnetism)자기장을 걸면 자기장의 세기에 비례하여 약하게 자기화하는 성질을 상자성(paramagnetism)이라 하며, 그 대표적인 상자성체에는 Ti, V, Pd, Pt 그리고 염기성 희토류 등이 있다. 자기모멘트는 있지만 교환상호작용이 없기 때문에 자발자기화를 갖지 않으며 인가 자기장과 자기화는 비례관계에 있고 자화율이 10-3~10-5정도이다. 자화율의 역수는 절대온도에 비례한다.② 반자성(diamagnetism)걸어준 자기장보다 약간 더 음으로 자기화하는 성질을 반자성이라 하며, He, Ne, Ar, Cu, Ag등 많은 물질들이 이에 속한다. 이는 원자핵 주변을 궤도운동하고 있는 전자에 자기장이 걸리면 자기장 증가를 방해하는 방향으로 전자의 운동속도가 변화하는 것이 그 원인으로서 그 때문에 겉보기 상 자기장을 걸어준 방향과 반대방향으로 자기화가 일어나는 것이다.③ 강자성(ferromagnetism)인가한 자기장보다 훨씬 큰 자기화가 일어나는 성질을 강자성이라 한다. 교환상호작용에 의해 스핀이 평행해지고 자기 모멘트가 나란해져서 자발자화를 나타낸다. 온도 증가에 따라 자발자기화가 감소하다가 큐리온도에서 자기화가 사라진다. Fe, Co, Ni등이 여기에 속한다.④ 반강자성(antiferromagnetism)인접하는 스핀이 각각 역 방향을 향하고 있으며, 같은 크기를 갖는 자기모멘트가 마주보아 서로 소멸되는 성질을 반강자성이라 한다. 자기화 확률은 상자성체와 같은 정도로 작다. MnO, FeO, CoO, NiO, MnF2, Cr2O3등에서 나타난다. 온도가 증가하면 모멘트를 배열시키는 음의 교환상호작용에 비해 열산란 영향이 커지므로 자기화 율이 증가한다. Neel point라 불리는 온도에서 배열이 완전히 파괴되므로 이 이상의 온도에서는 자화율이 저하한다.
10-희토류금속조사하기(유로퓸)1. 희토류 원소란?● 정 의 : 주기율표 제3A족인 스칸듐 ?이트륨 및 원자번호 57에서 71인 란탄계열의 15원소를 합친 17원소의 총칭.이들 모두 희유원소에 속하며, 프로메튬은 방사성원소(放射性元素)로 안정동위원소(同位元素)는존재하지 않는다. 또 원자번호가 홀수인 것은 짝수인 것에 비해 존재량이 적다. 일반적으로 은백색또는 회색 금속이다. 공기 중에서 서서히 산화하며, 산 및 뜨거운 물에는 녹지만 알칼리에는 녹지않는다. 화학적 성질은 아주 비슷하며, 보통 모두 +3가의 화합물을 만드는데, 세륨 ?테르븀?프라세오디뮴에서는 +4가, 이테르븀 ?유로퓸 ?사마륨에서는 +2가도 있다. 알칼리금속?알칼리토금속에 이어 양성(陽性)이 현저하고, 따라서 수산화물은 염기이다. 89번 원소 악티늄부터103번 원소 로렌슘까지는 희토류원소와 아주 비슷하다.2. 유로퓸 (europium)이란?정 의 : 주기율표 제3A족에 속하는 희토류원소.항 목내 용원 소 기 호Eu원 자 번 호63원 자 량151.96녹 는 점826℃끓 는 점1439℃원 자 반 지 름1.99Å(1Å=10-8cm)비 중5.259성 질● 역사적 배경? 프랑스의 E.A.드마르세이가 세리아광석에서 분리시켜 발견하였다(1901). 테르븀·툴륨·루테튬과 더불어 희토류원소 중에서 드물게 산출하는 것 중의 하나이다. 클라크수 0.0001로 제58위이다. 모나자이트·가돌리나이트 등에 함유되어 있다.또 스트론튬·철 등의 광물 또는 티타나이트·칼리장석 등에도 비교적 많이 들어있다. 염화유로퓸을 융해하여 전기분해하거나 알칼리금속으로 환원하면 얻어진다. 금속은 체심입방격자(BCC), 보통은 2가 및 3가의 화합물이 알려져있고 3가의 화합물은 대게 담홍색인 것이 많다.※클라크수란?지구의 최외각(最外殼) 부분을 형성하는 층의 물질의 존재비(存在比)를 각 원소에 대하여 중량백분율로 나타낸수.3. 원소의 특징? 희토류 원소중 열세번째로 풍부하다. 란탄족 원소 중 밀도가 가장 작고 연하며 휘발성이 큰원소이다. 유로퓸 금속은 실용적으로 거의 응용되지 않으나, 산화물은 활성제로 쓰이거나 TV브라운관이나 컴퓨터 스크린의 음극선관의 형광체로 쓰인다. 1896년에 외젠 아나톨 데마르케이가순수하지 않은 사마륨에서 새로운 원소를 발견하여 1901년에 분리해 냈는데 유럽 대륙의 이름을따 유로퓸이라 명명하였따. 유로퓸은 납처럼 부드럽고 광택이 나지만 납보다 덜 무겁다. 희토류금속중에 화학적으로 가장 활성이 크다. 물에 서는 칼슘 금속처럼 반응하여 기포를 내고수소기체를발생한다. 대부분의 유로퓸은 모나자이트에서 얻고 핵반응기의 잔류물에서도 제한된양의 유로퓸을 얻을 수 있다. 이온교환법으로 얻어진 유로퓸이온이 산화물을 란탄 분말과 섞어오븐에서 가열하면 유로퓸 금속과 란탄 산화물이 얻어진다.Eu2O3 + 2La → 2Eu + La2O3? 유로퓸의 가장 안정한 산화수는 +3이다. 자연계에는 동위원소 Eu-151(51.8%)과Eu-153(52.2%)이 비슷하게 존재하고 둘다 방사성이 없다.4.용도및 활용현황1)유기EL 단분자 재료● 사용되는 재료로 이리듐(Ir)?백금(Pt)?유로피움(Eu)?터비움(Tb)계 화합물 등이 있다. 유로피움 화합물은 발광대역폭이 매우 좁다는 면에서는 우수하나 안정성이 낮아 진공증착이 어려우며 전하이동도가 낮아 효율이 떨어지는 단점이 있다.2) 중성자 차단용● 카드뮴(Cd),보론(B), 유로피움(Eu), 가돌리뮴(Gd)과 함께 중성자를 아주 잘 흡수하기 때문에 이런 물질들의 화합물은 중성자로 그 물리적, 화학적 성질을 알아내기 가 곤란하지만 중성자 차단용으로 쓰인다.--> 주로 원자로 제어봉에 많은 용도가 사용3) 광 메모리용 신재료 (p.8 그림1 참조)● 차세대의 초고밀도 광기록 재료로서 기대되는 [유로퓸이온 도프 실리카 글래스] - 이는 초고밀도 기록이 가능한 광화학 홀버닝(PHB: photo hole burning) 현상을 이용하는 재료로서 실리카 글래스에 유로퓸을 첨가하여 졸겔법으로 합성했다.4) 유리 컬러코팅● 졸-겔법을 이용 실리카의 매질에서 흡광이나 형광의 메카니즘에 의해 색상을 구현할 수 있는 유로퓸을 포함하는 졸을 만들고, 이를 담금법 등으로 유리기판 위에 코팅을 한 후, 겔화과정을 거쳐 색을 띄는 얇은 산화 피막을 만들게 된다.※졸갤법이란?졸-겔법은 금속의 유기 또는 무기화합물을 용액으로 하여, 용액 속에서 화합물의 가수분해?중축합 반응을진행시켜 졸(sol)을 겔(gel)로 고화한 후, 겔의 가열에 의하여 목적하는 산화물 고체를 만드는 방법이다5) 생물연구에 사용● 유로퓸(Eu)을 섭취시켜 방사화 분석에 의해 검출하는 방법으로 중?소형 인시목(鱗翅目) 곤충 유충의 표식화에 효과적이다. 표식된 유충을 야외에 놓고 예상되는 포식충과 동물로부터 유로퓸을 검출하여 포식자를 특정지었다. 전지해충(畑地害蟲)에 대해서 각종 포식자가 분명해짐과 동시에 유로퓸이 악티버블 트레이서로서 곤충을 둘러싸고 있는 음식물의 연쇄, 해충의 천적상의 해명 등 야외 연구에 유용한 것임을 알 수 있었다.● 유로퓸(Eu)을 연어의 먹이에 섞어 먹으면 이것이 연어의 이석(귀 기관의 일부), 지느러미의 가시, 비늘 같 은 곳에 모입니다. 이 유로퓸이 원자로 속에 들어갔다 나오면 방사선을 내는데 이 방사선을 측정하여 우리 나라 하천에 방류한 연어의 치어가 어떤 물줄기를 따라 북양으로 갔다가 어느 정도 비율로 돌아오는가를 알 수 있고 그리고 농약 중에 유로품을 섞어 뿌린 후 농약이 어떻게 잘 뿌려졌는지 알아내기도 한다.원자핵이 열중성자를 흡수하는 비율이 매우 크고, 그에 의하여 방사성원소로 변하므로 미량(미량)이라도 *방사화분석(방사화분석)으로 검출되기 쉽다.5.최근연구동향■ 형광 / 발광재료로 사용● 정보통신 산업의 급격한 발전과 더불어 TV, monitor, PDA, 및 휴대폰 등의 디스플레이 산업의 혁신적인 변화가 이루어지고 있으며 평판 디스플레이 (flat panel display; FPD)의 수요 및 그 중요성이 증가하고 있다.● 차세대 FPD로 각광을 받는 FED는 음극 전자빔의 여기에 의해 형광체가 빛을 내므로 (cathodoluminescence), CRT(cathode ray tube)와 유사한 작동 원리이지만, 저 전압에서 터널링 효과에 의해 방출된 차가운 전자에 의해 형광체가 여기되어서 고효율로 발광을 해야 한다. 현재 CRT용으로 상용되고 있는 황화물 계통의 형광체들은 색순도와 발광효율 면에서 아주 우수하지만 저전압 높은 전류의 전자빔에 의해 쉽게 분해되므로, 산화물 형광체들이 FED용으로는 화학적, 기계적인 안정성 면에서 우수하여 관심이 모아지고 있다. FED에서는 저전압에서 방출된 차가운 전자빔에 의해 형광체가 여기되어 그 발광 효율이 아주 낮으므로, 세계적인 연구의 촛점이 발광 효율을 증대시키는 데에 모아져 있다.● 특히, PDP용으로 기존에 개발되어 사용되고 있는 삼원색 발광체 중에서 이트륨보레이트 기질에 유로피움 이온을 활성체로 하는 빨강색 형광체 (Y,Gd)BO3:Eu3+는 진공 자외선(VUV)의 흡수가 효율적으로 일어나서 높은 발광 효율을 나타내지만, 보레이트 기본 구조 내에서 활성체 Eu3+의 자리가 국부적 대칭성이 높은 점대칭 중심이다. 그 결과 나타나는 활성체 Eu3+의 발광색은 주황색을 띄므로 순수한 빨강색이 아니고 색순도가 떨어져 천연색 표시 장치로의 사용에 문제점이 있다. 본 연구자는 진공자외선의 흡수가 효율적으로 일어나도록 보레이트를 포함하는 구조를 가지며, 활성체 유로피움 이온의 발광 전이가 순수한 원색 빨강색을 낼 수 있는 구조 물질인 이트륨알루미늄보레이트 (Y,Gd)Al3(BO3)4를 기질로 합성함으로써 우수한 색순도의 새로운 빨강색 형광체 (Y,Gd)Al3(BO3)4:Eu3+를 개발하여 발표한 바 있다. 형광체의 발광 특성은 전자배치, 국부적 대칭성, 결정장 영향 및 구조적인 특성 등과 깊은 연관관계가 있다.
신소재공학실험(2)탄소강의 열처리1.소개일반적으로 탄소강이랑 철과 탄소의 합금 중 열처리에 의해서 성질과 조직을 개선 보강 할수 있는 것으로 0.026~2.11%의 탄소를 함유한 강을 말한다. 이번실험에서는 두가지의 탄소강, Sm20c와 Sm4c를 가지고 실험을 하게 되는데 이 두 탄소강의 화학성분은SM20CSM45Cc: 0.18~0.23si: 0.15~0.35Mn: 0.30~0.60p: ≤ 0.030s: ≤ 0.035c: 0.42~0.48si: 0.15~0.35Mn: 0.60~0.90p: ≤ 0.030s: ≤ 0.035이와 같이 구성되어 있으며 이 두 가지의 탄소강을 가지고 열처리를 한 후 노냉, 수냉, 공냉으로 각각 달리하여 냉각했을시 나타나는 경도와 현미경사진의 차이를 알아보려한다.여기서 말하는 노냉은 열처리한 탄소강이 식을때까지 가열한 노에서 식히는 것을 말하며 수냉은 열처리한 탄소강을 노에서 빼내 물에 집어넣어 식히는 것을 말하고 공냉은 열처리한 탄소강을 공기 중의 상온에서 식히는 것을 의미한다.2.실험과정(1)열처리①시편의 채취 및 절단긴sm20c 와 sm45c의 재료를 실험을 하기위해 재료 당 약1.5cm의 시편으로 3조각씩 톱을 이용하여 자른다.※ 쇠톱으로 잘라 거친 면이 생기므로 자른 시편의 한 면을 사포를 이용하여 눈에 흠이 보이지 않을 정도로 살짝 연마한다.②열처리그렇게 얻은 총6개의 시편을 노에 넣고 sm20c의 경우 920, sm45c의 경우 870에서 약 20분가량 열처리 후 재료 당 한 개의 시편은 수냉 공냉 노냉으로 식힌다.(2)마운팅(mounting)-마운팅이란 시표의 크기가 작아서 손에 쥐고서 시험편을 준비하기 어려운 경우에 손에 쥐고 다루기 편한 크기의 단순한 모양으로 만드는 작업인데, 마운팅을 하는 경우는 일반적으로 크기가 매우 작은것, 모양이 매우 불규칙한 것, 재질이 너무 연하거나 깨지기 쉬운것 또는 재료의 표면부위를 관찰하고자 할 때이다. 마운팅의 종류에는 클램핑 (Clamping)과 플라스틱 마운팅이있으며 플라스틱 마콜드마운팅)과 가압가열형의 두가지가있지만 이번실험에서는 에폭시를 사용한 콜드마운팅방법을 사용하였다. 비커에서 경화제와 에폭시를 잘섞고 이것을 플라스틱형틀안에 시편을 넣고 부어준다. 이 과정에서 재료의 공냉 수냉 노냉의 시편이 섞이지 않도록 표시해주도록 하며 응고 후 내부에 기포가 생기지 않도록 주의하여 용액을 넣도록 한다. 이와 같은 과정이 끝나면 오랜 시간이 지난 후 형틀에서 굳어진 에폭시를 불리해낸다.(3)연마실험하는 동안 연마과정은 크게 두 가지로 진행되었다. 처음엔 사포를 사용한 grinding 을하였고 그 후에는 연마제를 사용한 polishing과정을 거쳤다.①grinding:제판용 금속판의 표면을 제판에 알맞도록 갈아서 모랫발을 세우는 것.- 조직을 관찰할 때 관찰부분이 나오지 않을 수 있으므로, 마운팅이 끝난 시편은 필요한 경우에 연마를 행한다. 이 작업은 시험편 표면의 오염물질 및 시료의 채취시 형성되는 변형부위를 제거하고 이 후의 현미경 관찰이 가능하도록 편평한 면을 열기 위해 행한다.재료를 가지고 사포에 두고 일정한 방향으로 간다. 이때 주의할 점은 한쪽으로 힘이 쏠려 시편에 산이 생기지 않도록 주의하고 사포 위에 흐트러진 철분, 에폭시와 경화제의 가루들은 때때로 털어야 한다. 그리고 사포는 100-200-400-600-800-1200-2000의 순서로 바꿔가며 갈도록 하며 사포의 순서가 바뀔때마다 90°회전하여 다음번의 미세한 연마지로 앞의 조흔이 소멸제거될 때까지 연마한다. 시험편을 연마지에 누를 때 너무 힘이 강하면 발열하여 조직이 변하든지 연마면에 소성변형이 생기는 수가 있으므로 가볍게 누르고 천천히 움직이면서 왕복을 할 필요가 있다. 시험편을 연마지에 누를 때 너무 힘이 강하면 발열하여 조직이 변하든지 연마면에 소성변형이 생기는 수가 있다. 그리고 사포가 바뀔때마다 초음파세척기를 사용하여 시편의 표면에 다른 이물질이 없도록 제거하고 건조한 후 연마를 다시 시작하도록한다.②polishing:고체의 표면을 다른 고체의 모서리나 표면으로 것이며 연마재를 사용해 연마의 효율을 높일 수 있다.- 회전원판면에 폴리싱포를 붙이고 폴리싱재(연마제)를 주입하면서 마무리 연마후의 피검면을 경면화하는 작업공정이라 할 수 있다. 먼저 예비폴리싱으로서 조립도의 폴리싱분말을 쓰므로 연마조흔 및 연마영향층을 신속히 제거할 수 있다. 이어서 마무리 폴리싱으로서 미세한 입도의 폴리싱분말을 사용해서 피검면을 양질의 거울상태로 마무리한다.일반적으로 실험에 사용되는 폴리싱재는 재료에 따라 산화크롬(Cr₂O₃)분말수용액, 마그네시아(MgO)분말수용액, 다이아몬드의 유용페이스 등이 있지만 이번실험에서는 알루미나(Al₂O₃)분말수용액이 사용되었으며 처음에는 1.0μm산화크롬(Cr₂O₃)분말수용액을 사용하여 연마한후 0.3μm산화크롬(Cr₂O₃)분말수용액을 사용하여 연마하였다.방법은 시험편을 손가락으로 쥐고, 회전하고 있는 폴리싱포위에 평행하게 가벼운 힘으로 누르고 원판중심과 주변사이를 천천히 왕복하면서 움직여 폴리싱한다.다른조원은 폴리싱액이 들어있는 병을 갖고 가끔 흔들어 가면서 포면에 폴리싱액과 물을 번갈아 뿌려준다. 폴리싱 중 시험편은 원판의 회전과 반대방향으로 천천히 회전시킨다. 폴리싱이 끝나면 물로 씻어서 주변부에 부착한 폴리싱재도 충분히 제거하여 바람으로 건조한다.코멭데일이란 일방향으로 연마 할 때 개재물 등이 그 방향으로 끌려와서 그 주변의 정상인 금속을 국부적으로 마모시키기 때문에 생기는 흠으로 꼬리달린 성상으로 나타난다.위의 사진과 같이 폴리싱 전이거나 폴리싱이 제대로 이루어지지 않았다면 (a)의 그림이 나타나겠지만 제대로 폴리싱이 이루어진 경우 홈이 전혀 없는 것을 볼 수있다(c). 그리고 (a)와(c)단계 사이에서 그림에서의 (b)단계,즉 코멧데일이 나타나는 경우가 있는데, 코멭데일이란 한방향으로 연마 할 때 개재물 등이 그 방향으로 끌려와서 그 주변의 정상인 금속을 국부적으로 마모시키기 때문에 생기는 흠으로 꼬리달린 성상으로 나타나는것을 말하며,시험편을 판이 도는 방향과 반대방향으로 연마시키면 이를 방지할 수ching)- 금속시편의 균열, 기포 또는 비금속개재물 등은 폴리싱만 끝나면 잘 관찰 된다. 그러나 대부분의 경우 폴리싱 상태에서는 미세조직은 잘 관찰되지 않는다. 따라서 조직이 잘 보이게 시편을 처리해야 하는데 이러한 작업을 부식처리라 한다. 이 부식처리에는 화학적 처리 뿐만 아니라 조직이 보이게 하는 각종의 처리를 모두 포함시켜 말하는 것이다. 그리고 이 방법에는 크게 광학적 방법, 전기화학적 방법 및 물리적 방법으로 나눌 수 있지만, 이번실험에서는 화학적방법이 사용되었다.에탄올100㎖에 질산 5㎖을 섞어 만든 혼합용액을 이번실험에 사용했으며 이는 Nital Ethanol Nital acid 용액으로 분류된다. 재료에 따라 사용되는 에칭용액은 모두 다르며 아래의 표와 같이 나타나난다.6개의 재료를 에칭용액에 10초간 담궜다가 빼내 증류수에서 10초간 헹구고 다시 공기 중에서 관찰하여 폴리싱면의 이상유무를 관찰하고 거울과 같았던 폴리싱 면이 검게변하거나 뿌옇게 변할때까지 이 과정을 되풀이하였다. 모든6개의 재료가 동시에 같은 시간동안 변한건 아니므로 시편의 종류에 따라 폴리싱면이 반응하는데 걸리는시간은 다양하게 나타났다. 이와같은과정을 거쳐 모든 폴리싱면이 반응하면 현미경 조식관찰 단계로 넘어갔다.(5)현미경 조직검사 및 경도측정이번실험에서는 폴리싱 면의 관찰을 위해 광학현미경이 대물렌즈100배율*접안렌즈10배율로 사용되었고, 경도를 측정하기위해서는 로크웰 경도기와 비커스경도기가 사용되었으며 로크웰경도기 사용시 하중은 360g 으로 맞춘다.3.결론①노냉의경우▲sm20-노냉-1000배율 ▲sm45-노냉-1000배율노냉은 열간가공으로 조대화된 조직을 미세화하여 강의 성질을 개선하고, 불균일 가공에 기인한 조직의 부분적 차이와 내부응력을 제거하여 균질한 상태로 만들며 또 저탄소강의 기계가공성을 증대시켜 가공면을 양호하게 할 목적으로 실시된다.-sm20의 노냉의 조직사진은 약간의 펄라이트와 많은 부분의 초석페라이트로 되어 있으며 sm45C 노냉과 같이 노냉 후 펄라인해 경도값은 작은편이다.- sm45c의경우 조직 사진을 보면 펄라이트 부분이 좀 더 많은 부분을 차지하고 있으며 페라이트는 상대적으로 적게 본인다.(노냉의 경우)비커스(HV)평균값로크웰(예비하중 360)sm2*************.369.4sm4*************87.3②공냉의 경우▲sm20-공냉-1000배율 ▲sm45-공냉-1000배율- sm20C는 노냉에 비해 미세한 초석 페라이트부분 많이 보이고 나머지 검은 부분이 펄라이트로 되어있다. 반면 45C의 조직사진은 흰색의 초석페라이트와 검은색부분의 층상구조형 펄라이트(페라이트+시멘타이트)가 대부분 있다. 그리고 페라이트 사이의 선들은 Grain boundary이다. 그리고 보통 탄소의 함유량이 많은 상일 수록 경도값은 커지게 되고 인성은 작아지게 된다. 20C의 경우 45C보다 탄소의 함유량이 적어 경도값이 작게 나왔다. 조직사진을 봐도 페라이트가 더욱 많다는 것을 볼 수 있다.(공냉의 경우)비커스(HV)평균값로크웰(예비하중 360)sm2*************75.7sm45238240246241.397.2③수냉의 경우▲sm20-수냉-1000배율 ▲sm45-수냉-1000배율- 마르텐사이트는 사진을 봐도 알 수 있듯이 하나의 큰 Grain을 찾아 볼 수가 없다. 오스테나이트 상에서 매우 빠른 속도로 상온으로 냉각할 때, 그 안에 고용된 시멘타이트가 미처 석출되어 확산하지 못하여 페라이트에 탄소가 억지로 고용당한 조직인 마르텐사이트 조직을 형성한다. 오스테나이트상은 상온에서 불안정상으로서 어떻게든 탄소량이 많은 조직은 고용한계를 넘어섰기에 빠져 나오려 한다. 이런 이유로 무수히 많은 핵들이 갑자기 생성되고 침상형 조직의 마르텐사이트가 발생된다.이 때문에 마르텐사이트는 무확산 변태라고도 하며,시간에 의존하는것이 아닌 온도에 의존한다. 마르텐사이트의 경우 전위의 이동을 효과적으로 차단할 수 있는 많은 Grain boundary와 Phase boundary 때문에 경도값이 탄소함유량이 적은 페라이트나 완전 고높다.