개념 한 쪽
이산화탄소가스아크용접기능사 신에너지 재료 — 기억하고 저장하고 견디는 신소재
새로운 에너지와 기능을 다루는 재료는 온도와 자기장, 수소에 특별한 방식으로 반응한다. 형상을 기억하는 합금, 수소를 머금는 합금, 전기저항이 사라지는 초전도체, 원자가 불규칙하게 늘어선 비정질 합금이 있다. 섬유로 강화한 복합재는 가볍고 질겨 새로운 쓰임을 연다.
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뜻
이 묶음의 문항은 신에너지 재료와 함께 기능성 재료를 묻는다. 형상기억합금은 변형된 뒤 일정 온도 이상으로 가열하면 원래 형상으로 돌아온다. 원리는 마텐자이트 변태의 가역성이다. 저온에서 마텐자이트로 변한 조직이 가열되며 오스테나이트로 되돌아가면서 형상이 복원된다. 대표는 니켈과 타이타늄의 합금인 니티놀이며, 잠수함과 우주선의 파이프 이음쇠처럼 좁은 곳을 조여 붙이는 자리에 쓴다.
수소저장합금은 수소를 흡수해 머금는 성질을 이용하는 재료다. 초전도합금은 특정 온도 아래에서 전기저항이 사라지는 성질을 낸다. 비정질합금은 원자가 규칙적인 격자로 늘어서지 않고 불규칙하게 배열된 합금으로, 금속유리라고도 부른다.
섬유 강화 금속 복합재료는 금속 바탕에 강한 섬유를 넣어 경량화와 강인화를 함께 꾀한다. 바탕 금속으로는 비중이 약 2.7인 알루미늄을 가장 많이 쓰고 마그네슘과 타이타늄도 쓴다. 강화섬유는 금속계와 비금속계로 나뉜다. 텅스텐, 타이타늄, 베릴륨처럼 금속 원소로 된 섬유는 금속계이고, 탄화규소와 산화알루미늄 같은 세라믹은 비금속계다.
예제
선지 판단은 기능의 이름을 그대로 따라가는 것이다. 온도를 올리면 원래 형상으로 돌아오면 형상기억합금이고, 그 원리를 물으면 마텐자이트 변태다. 파이프 이음쇠에 쓰인다는 조건도 형상기억합금을 가리킨다. 수소를 머금으면 수소저장합금, 전기저항이 사라지면 초전도합금, 원자가 불규칙하면 비정질합금이다. 섬유 문제에서 탄화규소와 산화알루미늄은 비금속계, 텅스텐과 타이타늄은 금속계다.
자주 묻는 물음
- 형상기억합금은 어떤 원리로 형상을 되찾나요?
- 마텐자이트 변태의 가역성 때문입니다. 저온에서 마텐자이트로 변한 조직이 일정 온도 이상으로 가열되면 오스테나이트로 되돌아가면서 원래 형상이 복원됩니다. 대표 합금은 니켈과 타이타늄의 니티놀입니다.
- 수소저장합금, 초전도합금, 비정질합금은 각각 무엇인가요?
- 수소저장합금은 수소를 흡수해 머금는 재료, 초전도합금은 특정 온도 아래에서 전기저항이 사라지는 재료, 비정질합금은 원자가 불규칙하게 배열된 금속유리입니다.
- 섬유 강화 금속 복합재료의 바탕 금속과 강화섬유는 무엇인가요?
- 바탕 금속은 비중 약 2.7인 알루미늄을 가장 많이 쓰고 마그네슘과 타이타늄도 씁니다. 강화섬유는 텅스텐·타이타늄·베릴륨처럼 금속 원소로 된 금속계와 탄화규소·산화알루미늄 같은 비금속계로 나뉩니다.
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