Metal, Metallurgy   금속, 금속학

(2018-08-18)

야금

1. 금속 (Metal)

  ㅇ 일반적으로 큰 연성전성, 큰 전기 전도도열 전도성, 광택을 갖는 물질 그룹
     - 화학결합을 할 때 전자를 잃는 경향 (이온화 에너지 낮음)         ☞ 금속결합 참조

  ㅇ 금속학 (Metallurgy)
     - 순수 금속 및 합금의 성질을 다루는 학문

  ㅇ 야금 (冶金, Metallurgy)
     - 구분 : Physical Metallurgy (물리야금), Chemical Metallurgy (화학야금)
     - 광물로부터 순수 금속 또는 사용 목적에 적합한 조성,조직을 갖는 금속을 만드는 기술/과정
        . 채광 -> 전처리 -> 환원[Reducton] -> 정제(제련) -> 합금


2. 금속의 특징

  ㅇ 자연계에 존재하는 원소들의 약 70% 이상이 금속
     - 존재 형태 : 지구 지각(地殼)산화물 형태로 존재
        . 산소,황,할로겐비금속결합한 형태로 광석에 들어있음
     - 금속 제조 : 자연 산화물(철광석)을 고온에서 탄소와 섞어 가열함으로써 금속 원소 만듬
        . 금속을 광석에서 분리 환원시켜 얻어냄
     - 금속 원소 : 철,알루미늄,마그네슘,구리,티탄,금,니켈 등이 있음
     - 금속 재료 : 순금속은 자연상태에서 거의 존재 않고, 거의 모든 금속 물질합금 형태임

  ㅇ 주로 주기율표의 왼쪽에 위치함
     - 대략 110개의 화학 원소 중 68~87개가 금속으로 분류

  ㅇ 원자 구조
     - 외각껍질에 전자가 많지 않음. 보통 3개 미만.

  ㅇ 이온화 경향
     - 전자를 잃고 양 이온이 되기 쉬움

  ㅇ 결정 구조
     - 대부분 체심입방(BCC), 면심입방(FCC), 조밀육방(HCP) 등

  ㅇ 대부분 실온에서 고체로 존재
     - 단, 수은 예외

  ㅇ 밀도(密度) 및 비중(比重)이 높음
     - 세라믹,폴리머에 비해 상대적으로 밀도,비중이 높음 


3. 금속의 성질기계적 성질
     - 전성연성을 갖음
        . 전성(Mallable) : 종이처럼 두들겨서 펼칠 수 있는 성질
        . 연성(Ductile)  : 철사처럼 가늘게 뽑을 수 있는 성질
     - 소성변형성이 있음
        . 가공 및 변형이 쉬움
     - 고강도
        . 단단하고 강도가 높음
     - 결정의 대칭성이 좋음
        . 방향 있는 결합을 형성하지 않음
     - 잘 미끄러짐
     * 순 금속 보다는 합금을 통해 개선된 성질을 갖게됨

  ㅇ 전기적 성질
     - 열과 전기의 전도체 (전기전도체 및 열전도체)
        . 자유전자(전도전자)의 손쉬운 이동으로 에너지, 열전달, 전기 전도도가 좋음
           .. 例) Ag > Cu > Au > Al 등
        . 전기장을 가하면 전자들이 유동(Drift)
     - 일부 금속에서 유용한 자기적 성질을 갖음
        . 例) Fe, Co, Ni 등

  ㅇ 광학적 성질
     - 가시광선의 불투과성 
     - 금속 표면에서 금속광택(metallic luster)을 갖음


4. 금속의 종류

  ※ ☞ 금속 종류 참조
     - 금속 재료(철강 금속, 비철 금속), 금속 원소(전이 금속, 준금속, 알칼리 금속) 등
        . 순금속은 자연상태에서 거의 존재하지 않고, 거의 모든 금속 물질합금 형태임


[공업 재료] 1. 금속 2. 고분자 3. 세라믹 4. 복합 재료 5. 반도체
[금속] [고분자] [세라믹]
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          1. 재료
      1.   결정학
      2.   공업 재료
            1. 금속
            2. 고분자
            3. 세라믹
            4. 복합 재료
            5. 반도체
        1.   금속
        2.   고분자
        3.   세라믹
      3.   기계/전기/자기 재료
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  10.   기술경영

 
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