Materials in Life

Grinding ( 분쇄 ) 재료 ( 고채 ) 를 기계적 충격을 통해 입자 크기를 작게 만들어 표면적을 크게 하는 방법이다 .(=Milling, Crushing) 특성(장점) 평균 입자 사이즈 감소 입자 사이즈 분포도 감소 혼합 효과 증가 기공률 감소 소결 시 밀도 증가 입자 모양 조절 응집된 입자 분산 표면적 증가 반응 속도 증가 분쇄 장치 분쇄 생성물 크기에 따라 분류 조쇄기 ( Primary Crusher , Coarse Crusher) Jaw crusher, Gyratory crusher, cone crusher 중간 분쇄기 ( Secondary Crusher , Intermediate Crusher) Crushing roll, Pan mill, Hammer mill 미분쇄기 (Fine grinder) Ball Mill, Ultrafine grinding, SPEX mill

원자 결합 4 종류  원자의 주요한 결합은 4가지가 있습니다. 아래 4가지 외에도 수소결합, 펩타이드결합, 킬레이트결합 등 다양한 결합이 있습니다. 그러나 여기서는 제일 기본이 되는 4 가지 결합만 우선적으로 살펴보겠습니다. 금속 결합(Metallic bond) 이온 결합(Ionic bond), 공유 결합(Covalent bond), 반데르발스 결합(Van der Waals bond)   금속 결합(Metallic bond)  금속과 금속 간의 결합을 금속 결합이라고 합니다. 금속 원자에서 가지고 있던 전자들이 금속원자들이 모이게 되면 금속 양이온 격자 사이로 돌아다닐 수가 있습니다. 이렇게 금속 원자에서 빠져나온 전자들이 금속 양이온 격자 사이를 이리저리 돌아다니며 흔히 말하는  ' 전자의 바다 '의 형태로 존재합니다. 이온결합(Ionic bond)  작성 중.. 공유결합(Covalent bond)  원자들이 가지고 있는 전자를 서로 공유 하여 만들어진 결합을 공유결합이라고 합니다. 원자의 핵(양전하)과 전자(음전하) 사이의 인력과 전자(음전하)와 전자(음전하) 사이의 척력에 의해서 핵과 전자이 일정한 거리를 유지하게 됩니다. 이 일정한 거리가 가장 안정한 상태이며 이 상태로 결합이 존재합니다. 발데르발스 결합(Van der Waals bond) 작성 중...

Ceramics(세라믹스) 세라믹스는 그리스어어인 Keramos(도자기)에서 유래되었다. 간단히 말하면 광물에 열을 가해 제조되는 것들을 말한다. 과거에는 그렇게 정의했지만 현대에는 좀 다르게 정의한다.   세라믹스란  높은 온도서 처리된 무기질의 비금속재료인데 주로 금속원소-비금속원소, 비금속원소-비금속원소 간의 강한 화학결합으로 이루어진 화합물이다.   세라믹의 특징 으로  내산화성, 내부식성, 고강도, 고경도, 투명성, 반도성, 강자성 등의 장점 이 있고,  취성, 고비용, 열충격 저항성이 낮음 등의 단점 이 있다. If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Phase Transformation(상변태) 상변태 & 평형  상변태 (Phase  Transformation) 는 물질이  하나의  상 (phase) 에서 다른 상으로  변태(Transformation) 되는  현상 을 의미한다 .  상변태는  3 가지로 분류되는데 첫 번째는 상의 수나 조성이 변하지 않고 단순히 확산에 의해 변하는 변태이다 .  예로 순수 금속의 응고와 동소변태 ,  재결정화 및 결정립 성장 등이 있다 .  두 번째로 확산을 하면서 상의 수와 조성이 변하는 변태이다 .  예로 최종 미세조직에 두상이 존재하는 공석 반응(Eutectoid  reaction) 이다 .  세 번째로 확산이 없는 무확산 (diffusionless)   변태이다 . 상 (Phase) 상이란 화학적인 조성과 물리적인 성질이 균일한 상태이며 , 다른 상태와 경계면에 의해서 구분되어지는 부분이다 . 성분 (Component)    여러 상에 있어 그 농도를 독립적으로 변화할 수 있는 구성원을 말한다 . 자유도 (Degree of Freedom) 상의 수에 영향을 주지않으며 독립적으로 변화가 가능한 압력 (P), 온도 (T) 와 같은 세기 변수이다 . 세기 변수를 쉽게 이해하기 위해서는 반대말을 보면 쉽다 . 반대말로는 크기 변수가 있는데 이것은 부피와 같이 새로운 것이 생기면 생긴 만큼 커지는 것을 말한다 . 세기 변수는 이와 반대로 30 도의 물질에 같은 크기인 40 도의 물질을 더한다고 70 도의 물질이 되는 것이 아닌 것처럼 더한 만큼 커지는 것이 아닌 것을 세기 변수라고 한다 .  아래와 같은 식으로 자유도가 계산된다 . F = C – P + 2 P : 상 (phase) 의 수 C : 성분 (Component) 의 수 F : 자유도 (Degree of Freedom) 2  : 2(숫자) 로 정해서 사용하는 이유는 온도

Entropy(엔트로피)  열역학 제 2법칙은 고립계에서의 총 엔트로피는 증가하거나 일정한 값을 가진다는 것이고 즉, 감소하는 방향으로 가지않는다는 것이다. 여기서의 고립계는 우주를 말하고 그 우주안에서 총 엔트로피는 증가한다.  에너지는 열역학 제 1법칙으로 알 수 있듯 보존된다. 하지만 한 곳에 있던 에너지가 사용됨에 따라 그 에너지는  골고루 퍼지고, 낮아지고, 무질서해져 간다.  예를 들어 석유라는 에너지원을 사용할때에 석유는 열에너지, 빛에너지, 운동에너지 등등으로 쪼개지며 사용된다. 그렇게 점점 퍼져가며 우리가 더 이상 이용할 수 없는 상태까지 이르게 된다. 무질서도(엔트로피)가 증가된 것이다. If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Super-Hydrophobicity(초소수성) 초소수성의 정의   물과 친하게 잘 섞이는 성질을 친수성( Hydrophile )이라고 하고,   반대로 물과 친하지 않은 성질을 소수성( Hydrophobe )이라고 부른다.  각도를 통해 소수성과 친수성을 나누는데  바닥면 위에 물방울이 떨어져있을 때 물방울의 측면과 바닥면이 접촉하는 각도가  60 도보다 크면 소수성 , 30 도 이하이면 친수성을 띤다고 말한다 . 그런데 초소수성은 소수성의 특성이 강하게 나타나는 것이다.  초소수성은 바닥면이 물방울과 접촉하는 각도가  150 도 이상일 때 를 의미한다 .    자연에서도 초소수성의 성질을 가진 생물이 있다. 바로  연잎 이다 .  연잎 표면에 물방울을 떨어뜨리면 물방울이 연잎 위에서 둥근 모양을 유지한다. 그러면서 연잎을 적시지 못하고 굴러 떨어진다 . 연잎도 초소수성의 특징을 가지고 있기 때문이다. 그래서  초소수성을  ‘ 연잎 효과( Lotus effect ) ’   라고도 부른다. 초소수성의 활용   초소수성은  자가세정(S elf-cleaning )  효과를 가지고 있다. 이것은 물만 뿌리면 표면에 붙어있던 먼지나 오염물질이 쉽게 제거되는 능력을 말한다. 이것을 이용하여 코팅을 하기도 한다. 초고층 건물의 창문은 청소하기가 쉽지않아 애초에 오염되는 것을 줄이기 위해서 자가세정 기능을 가지고있는 초소수성 코팅을 한 유리를 사용하기도 한다. 또한 휴대폰 외부의 표면도 쉽게 오염되는데 그때에도 초소수성으로 표면처리를 하면 오염되는 것을 줄일 수 있다. 또한  물을 튕겨내는 초소수성의 특성을 활용하여 음료나 물이 쏟어져도 털어내기만 하면 되는 기능성 의류에도 쓰인다.  또한 습기가 끼지않는 자동차용 유리나 안경렌즈에도 같은 원리를 통해 이용된다. If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 . 

Photo lithography(포토리소그래피) 공정의 순서 위의 그림은 포토리소그래피 (photo lithography)  공정의 순서를 나타낸 것이다 . 1.  세정 (Cleaning) 가장 우선으로 기판을 세정해야한다 .  기판 위에 이물질이 있으면 박막이 만들어질 때에 여러 가지 문제가 생긴다 . 2.  증착 (Deposition) 세정 후 그 위에 재료를 증착시킨다 .  재료에 따라 증착하는 방법이 다양하다 .  금속재료의 경우 주로 스퍼터링 (Sputtering)  기법을 하고 ,  반도체나 절연막의 경우는 플라즈마화학증착 (PECVD)  기법을 주로 이용한다 . 3.  세정 (Cleaning) 증착시킨 재료 위를 다시 깨끗하게 세정한다 . 4. PR 도표 (PR Coating) 그 위에 포토레지스트 (Photo Resist) 를 코팅을 한다 .  빛에 반응하는 감광성 고분자 물질인 이것을 사용하면 빛이 받는 부분과 안 받는 부분의 특성 차이를 이용해 부분적으로 모양을 만들어 줄 수가 있다 . 5.  노광 (Exposure) 포토레지스트에 빛을 가할 때에 원하는 모양으로 빛을 가하려면 빛을 모양에 따라 통과하지 못하게 막아주는 마스크가 필요하다 .  그 마스크를 통해 빛을 부분별로 쪼여주는 것이 노광이다 .  여기서 양각 포토레지스트와 음각 포토레지스트로 구분되는데 양각 포토레지스트는 빛을 쬐인 부분이 약해지는 것이고 ,  음각 포토레지스트는 빛을 쬐인 부분이 단단해지는 것을 말한다 . 6.  현상 (Develop) 자외선을 쬔 기판은 이제 특수 용액을 통해 현상 과정을 거칩니다 .  이 과정에서 양각 포토레지스트의 빛 쬐인 부분이 ,  음각 포토레지스트의 빛 안 쬐인 부분이 이 과정에서 녹아내린다 .  이를 통해 회로 패턴을 나타낸다 . 7.  식각 (Etch) 포토레지스트가 제거되어 드러난 재료를 에칭을 통해 제거한다 . 8. PR  박리 (PR Strip) 액체 감광제 스트리퍼