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  재료공학실험 | 은 나노 와이어 합성 TIP 1차원 금속 나노 물질에 대해 이해하고 폴리올 공법을 이용하여 은 나노 와이어를 합성한 뒤 광학현미경과 자외선 가시광선 분광기로 이를 분석해본다. 1차원 전도체 (1-Dimensional conductors) 전자 디바이스 분야에 활발히 사용되고 있으며 반도체, 디스플레이 등 투명 전도체로 사용되고 전기 전도도가 한 방향으로 높은 재료를 말한다. 은 (Ag) 전이금속 중 하나로 높은 전기 전도율과 열전도율을 가진다. 여러 개의 결정 면을 가지고 있어, 반응성 차이를 이용하여 이방성 성장을 유도한다. 은 나노 와이어 (Silver Nanowire, Ag NW) 직경이 수십 나노미터인 가늘고 긴 금속 와이어, 은 나노 와이어 간의 junction으로 높은 전도도를 가지고 우수한 전기적, 기계적, 광학.. Engineering/재료 공학 2022. 11. 26.

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  비파괴시험 | 음향 방출 시험 TIP 시험체에 복수의 AE센서를 설치하고 균열발생 위치를 추정하는 동시에 수신파의 파형 해석으로 균열의 형태나 정도 등의 많은 정보를 해석할 수 있다. 음향방출시험(Acoustic Emission Testing, 이하 AE법) 재료 내부에서 전위, 균열 등의 결함생성이나 질량의 급격한 변화가 생기면 탄성파(elastic wave)가 발생한다. 이것이 AE파인데 변환자(재료내를 전파하는AE파를 전기적 신호로 변환)로 이 AE파의 진동을 포착하고 해석하여 재료 내부의 동적 거동을 파악하고 결함의 성질과 상태를 평가하는 비파괴시험방법. AE신호의 특성과 종류 1. 돌발형 AE (burst emission) 오실로스코프상에서 관찰되는 아날로그 신호는여러종류의 음파들이 시간적 간격을 가지고센서에 도달하기 때문에.. Engineering/재료 공학 2022. 11. 20.

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  재료공학실험 | 비파괴검사 - 액체 침투 탐상 검사(Liquid Penetrant Testing) TIP 용접품, 단조품, 주강품, 플라스틱 및 세라믹 등과 같은 금속 및 비금속의 각 재료에 나타나는 표면 결함을 경제적으로 검사함에 목적이 있다. 침투탐상검사 침투탐상 검사는 검출하고자 하는 표면 불연속은 맨눈으로 보면 거의 검출되지 않을 정도로 매우 작은 것이 많으므로 침투제가 불연속으로 침투되는 특성이 탐상결과에 중대한 영향을 미치게 되는데 침투제의 침투력은 크게 다음과 같은 요인에 따라 달라지게 된다. 침투제의 표면장력, 침투제의 적심성, 침투제의 접촉각 위 세 개의 요인은 서로 관련되어있다. 먼저 표면장력이란 액체분자간의 응집력으로 물방울과 같은 일반 액체방울이 구 형태로 형성되는 것을 말한다. 이와 같이 액체방울에서의 표면장력은 액체의 내부 수압(水壓)이 평형을 이루어 형성된다. 물방울과 같은.. Engineering/재료 공학 2022. 11. 7.

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  재료공학실험 | 열처리에 따른 Al7075의 경도 및 미세구조 변화 관찰 알루미늄합금은 알루미늄(Al)의 성질을 개량하여 우수한 특성을 발휘한다. 고력 알루미늄합금은 알루미늄에 구리를 첨가한 것으로 강도가 크며, 두랄루민이 그 대표적인 예이다. 이것에 마그네슘을 첨가하면 초 두랄루민, 다시 아연을 첨가한 초 두랄루민은 항공기의 재료로 사용된다. 고력 알루미늄합금은 내식성에서 문제점이 있다. 구조용 알루미늄합금은 마그네슘, 아연을 가한 것인데 내식성이 우수하며 철도차량, 교량 등에 사용된다. 본 실험에서는 7000계(Al-Zn-Mg)합금을 실험에 사용할 건데 이 합금의 용체화 처리와 인공시효의 따른 열처리 변화를 통해 미세조직과 경도 값을 관찰하고 온도에 따른 시간의 변화와 시간에 따른 온도의 변화를 통해 미세조직과 경도 값의 변화를 비교분석 할 수 있다. 실험 방법 1. 시편.. Engineering/재료 공학 2022. 11. 4.

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  공학설계입문 | 보의 처짐 TIP 보에 하중이 작용하면 변형이 일어날 것이고, 보의 길이 방향의 축은 곡선으로 변형 된다. 보의 최대 처짐량은 건물을 설계할 때 중요한 역할을 하는 변수이며, 전동축의 경우에도 처짐각과 처짐량은 굽힘 강성설계에서 매우 중요한 설계인자로 사용되고 있다. 보의 정의 단면의 높이에 비해 길이가 긴 부재(member)이며, 길이 방향에 수직 힘을 받는다. 수직재의 기둥에 연결되어 하중을 지탱하고 있는 수평 구조부재로, 축에 직각 방향의 힘을 받아 주로 휨에 의하여 하중을 지탱하는 것이 특징이다. 1. 보의 지지점 종류 ① 단순지지(simple support) : 한끝 핀, 한끝 롤러로 지지하는 지지 형식, x, y변위 구속한다. ② 고정지지(fixed support) : 보의 끝이 단단하게 매입된 구조로 .. Engineering/재료 공학 2022. 11. 2.

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  재료역학실험 | 보의 처짐 TIP 3종의 강성이 다른 보(알루미늄, 황동, 강재)의 처짐 실험을 통하여 보의 처짐 이론을 이해한다. 실험 방법 실험1 - 외팔보의 처짐 1) 세 가지 부재(강철, 황동, 알루미늄)를 차례로 보의 한쪽만 클램프로 고정한다. 2) 클램프로부터 200㎜지점에 하중을 가한다. 3) 디지털 변위계를 하중이 작용하는 곳의 처짐을 측정하여 기록한다. 실험2 – 단순지지 보의 하중(변위 상관도) 1) 양쪽에 붙어 있는 두 개의 클램프를 400㎜간격으로 설정한다. 2) 알루미늄 부재를 클램프위에 올려놓는다. 3) 보의 중앙에 추를 걸어 하중을 변화시키며 중앙에서의 처짐을 측정한다. 실험3 – 단순보의 지간별 처짐 상관관계 1) 알루미늄 부재를 실험2와 같이 단순지지 설정한다. 2) 지간을 200㎜에서 50㎜씩 증가.. Engineering/재료 공학 2022. 11. 1.

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  재료역학실험 | 보의 처짐 TIP 금속 막대의 중심에 추를 달아 휘어지게 한 후, 그 중심점의 강하를 측정하여 응력을 계산한다. 보의 정의 1. 단면에 비해 길이가 긴 부재(member) 2. 길이 방향에 수직 힘을 받음 보의 지지점 종류 1. 단순지지(simple support) : x,y 변위 구속 2. 구속지지(fixed support) : x,y 변위/회전 구속 3. 롤러지지(roller support) : 롤러의 수직방향 변위 구속 실험 방법 1. 실험 과정 1) 시료의 길이, 폭, 두께를 측정한다. 2) 평행판 두 받침날에 시료를 단순지지 형태로 나란히 놓고 시료의 중심에 추걸이를 단다. 3) 추걸이에 추를 늘려가면서 막대의 휨을 측정하여 기록한다. 4) 시료를 구속지지 형태로 놓고 3의 실험을 반복한다. 5) 응력을 .. Engineering/재료 공학 2022. 10. 31.

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  재료역학실험 | 보/빔에서의 처짐 TIP 3종의 강성이 다른 보(알루미늄, 황동, 강재) 모형의 처짐 실험을 실시한다. 하중 처짐의 상관관계 등을 통하여 보의 처짐 이론을 이해한다. 보에 작용하는 하중에 의하여 처짐이 발생한다. 단순보에 작용하는 하중의 크기와 위치, 그리고 보의 형태에 따라 처짐의 정도가 달라질 것이다. 실험을 하면서 처짐에 대하여 기초적인 지식을 쌓을수 있을 것이다. 처짐은 중요하다고 생각한다. 구조물의 안정성에도 영향을 줄 것이다. 비싼 장비를 이용하여 임의의 하중을 재하하여 실제로 예상되는 값이 나오는지 직접 확인하고 계산할 수 있는 좋은 기회가 되는 실험이 될 것이다. 일반적인 공학의 응용에 있어서 Beam의 설계 및 해석은 매우 중요하다. Beam을 이용한 여러 구조물의 설계 시 하중의 종류, 방향에 따라 그 .. Engineering/재료 공학 2022. 10. 30.

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  재료역학실험 | 보의 처짐 TIP 1. 단순 보 처짐 이론을 바탕으로, 보의 처짐량 실험측정량과 이론값을 비교 분석 2. 보 내부에 작용하는 응력상태와 응력 값을, Strain Gauge을 이용하여 측정하고, 비교 분석 굽힘 모멘트 1. 정의 : 보를 양쪽에서 굽히는 힘. 기호 : M 2. 하중을 보 중앙에 주면 굽힘 모멘트가 양 끝단에 걸린다. 어느 지점에서 어떤 힘으로 보가 전단되거나, 휘는지 알려면 굽힘 모멘트를 알아야 한다. 탄성계수 1. 정의 : 응력과 변형률의 비율. 기호 : E 2. 응력-변형도 선도의 탄성 구간 기울기로부터 탄성계수를 결정하며, 탄성계수는 하중에 대한 재료의 반응을 계산할 수 있게 한다. 단면 2차모멘트 1. 정의 : 굽힘의 힘이 작용하였을 때, 소재가 변형에 저항하는 성질을 나타내는 것. 기호 : .. Engineering/재료 공학 2022. 10. 29.

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  재료공학기초실험 | 탄소강의 미세 조직 관찰 TIP 미지의 탄소 함유량을 포함하고 있는 서로 다른 두 탄소강의 강도 및 미세조직을 관찰하여 탄소의 함유량에 따라 강도가 어떻게 변하는지 알아본다. 본 실험은 탄소강의 경도 및 미세조직관찰을 통하여 탄소의 함유량에 따라 그 강도가 얼마나 단단해지는지 확인하는 것으로부터 시작되었다. Rockwell 경도기와 Micro-Vickers 경도기를 통하여 어떻게 단단해지는지 알아보고 미세조직관찰을 통하여 탄소강의 검은 부분, 흰 부분이 무엇을 뜻하는지 알아내어 금속재료의 지식을 쌓는 것이 실험을 하게된 이유이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 미지의 두 탄소강시편을 준비한다. 2) 두 탄소강을 적당한 크기로 자른후 자른 부분을 평평하게 하기위해 sanding을 한다. 3) 두 탄소강을 Rockwell Hard.. Engineering/재료 공학 2022. 10. 27.

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  재료공학실험 | 알루미늄 입도분석실험(체분석) TIP 알루미늄 powder의 밀도와 분말의 크기를 측정하고 단위 부피당 얼마의 입자가 존재하는지 알 수 있으며, 원소에 들어있는 함량 등을 알 수 있고, 이론밀도와 비교하고, 광학현미경과 SEM을 이용하여 알루미늄 powder의 평균 입자 크기와 분포를 측정한다. 체분리의 원리 체질은 입도의 차이만을 이용하여 입자를 분리하는 방법이다. 공업적 체질에서는 분쇄물과 같은 고체를 체표면에 떨어뜨려서 입자가 체표면에 머무는 동안 체구멍을 통과하는 미분(fine), 또는 통과분(undersize)과 체구멍을 통과하지 못하고 체에 잔류하는 조분(coarse), 잔류분(oversize), 또는 꼬리분(tail)으로 분리할 수 있다. 이런 경우는 체를 1개만 사용한 경우이므로 입도범위가 알려지지 않는 단순한 분리물(.. Engineering/재료 공학 2022. 10. 19.

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  재료공학기초실험 | 고상법 분말합성 및 볼 밀링 TIP 본 실험에서는 세라믹 합성방법 중 고상합성법(분말을 이용한 합성법중 하나)을 이용하여 Li 이차전지의 음극재료로 각광을 받고있는 Li14Ti15O12제조를 통하여 이해하고, 분말 특성 평가에 관한 기초를 이해한다. 고상합성법 고상반응에서 중요한 것은 반응체 입자 사이에 접촉하고 있는 장소로부터 반응이 시작하여 고체 내의 이온 또는 원자 확산에 의하여 진행하는 것이다. 고체간 반응에서 분말을 합성할 때에는 가능한 한 저온에서 단시간 내에 반응을 완결시키는 것이 중요하다. 그 이유는 고온에서 장시간 가열해버리면 반응체나 생성물의 입자가 성장하여 소결이 진행하므로 합성된 분말을 사용하여 소결하려는 경우 반응성이 저하되기 때문이다. 또한 서로 다른 출발 물질이 만나는 점에서 반응이 시작되므로 완전한 반응.. Engineering/재료 공학 2022. 9. 4.

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  재료역학실험 | 열처리에 따른 충격인성의 변화 관찰 TIP 1. 철강 재료에서 0.2wt% 탄소강의 열처리 조건에 따른 미세조직을 예측 2. 샤르피 충격시험을 통해서 충격인성을 측정 파괴 고체가 응력을 받을때 둘 또는 그 이상으로 분리 또는 쪼개짐을 말한다. 이런 파괴과정은 균열의 생성과 성장 두 과정으로 생각할 수 있고, 파괴는 연성 및 취성파괴의 두가지로 분류할 수 있다. 1. 취성 파괴 전체적인 변형이 없으며, 미소 소성변형이 없는 빠른 균열 전파에 의한 파괴를 말한다. 이는 이온 결정의 벽개와 유사하다. 취성파괴의 경향은 온도의 낮아짐과 변형 속도의 커짐 및 3축 응력 상태가 조장됨에 따라 커진다. 취성파괴는 예고 없이 재난을 불러일으킬 수 있기 때문에, 가능한 어떤 방법으로라도 피하여야 한다. 2. 연성 파괴 연성 파괴는 큰 소성 변형을 동반하는.. Engineering/재료 공학 2022. 8. 31.

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  금속재료공학실험 | 석출경화(Precipitation Hardening) 석출경화 금속의 모재상 내부에 미세하고 균일한 분포의 2차 상의 입자를 형성함으로써 금속의 강도와 경도를 증가시킬 수 있다. 이러한 공정은 미세한 입자의 “석출상”의 형성을 수반하므로 석출 경화라고 하며, 시간에 다라 경도가 증가하므로 “시효 경화”라고도 한다. 석출 경화에 의해 경화되는 합금에는 알루미늄-구리, 구리-베릴륨, 구리-주석, 마그네슘-알루미늄 등이 있다. 다수의 철합금도 석출경화가 가능하다. 템퍼링된 마르텐사이트를 형성하기 위한 강의 열처리와 석출 경화는 열처리 조건이 서로 유사하지만 전혀 다른 현상이다. 이 두 공정의 기본적인 차이점은 경화와 강화가 만들어지는 기구에 있다. 시험 방법 1. 시험재료 2024 Al 합금(대표적인 고강도 Al-Cu 합금임) 2. 시편준비 상기의 봉상 합금에서.. Engineering/재료 공학 2022. 8. 27.

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  금속재료공학실험 | 시효 경화(Age Hardening) TIP 듀랄루민형 (4～5% Cu-Al), 합금에 대한 석출시효를 통하여 비평형 반응에 의한 강화기구 중 고상석출반응의 하나인 시효경화(age hardening) 현상을 이해하고, 다상금속의 강화기구를 알기위함. 시효경화 시효에 의해서 시간이 지남에 따라 금속재료의 경도가 증가하는 것을 시효경화라고 한다. 시효경화 효과는 강도가 석출입자의 크기와 배열에 의하여 결정되는 것이므로, 시간, 온도 및 냉간가공 정도에 따른다. 각 합금의 종류마다 최대강도를 내기 위한 온도와 시간이 표준작업 지침으로 지정되어 있다. 온도를 표준온도보다 높게 또는 낮게 함으로써 필요하면 최대강도나 경도이하의 요구조건을 충족시킬 수 있다. 표준온도 보다 높게 하면 석출이 빨리되어 강도가 빨리 높아지고 온도를 낮추면 강도가 높아지는 .. Engineering/재료 공학 2022. 8. 24.

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  재료공학실험 | 알루미늄 합금의 석출경화 TIP 알루미늄 합금의 용체화에 따른 재료 특성의 변화를 살펴보고, 용체화 시킨 합금을 시효시켜, 시효시간에 따른 합금의 경도변화를 관찰함으로써 석출 경화현상을 이해한다. 또한 도출해낸 결과를 미세조직 사진과 비교해 봄으로써, 석출경화에 따른 경도변화를 미세조직의 변화와 함께 관찰해 볼 수 있다. Polishing 보통 금속 실험을 할 때 가장 먼저 하는 일이 polishing을 하는 일이다. 고체의 표면을 다른 고체의 모서리나 표면으로 문질러 매끈하게 하는 것을 말한다. 이때 2개의 면을 비벼댈 때, 어느 쪽이 먼저 평평해지는가 하는 문제는 비벼대는 물질의 굳기가 아니고 녹는점이 낮은 쪽이 먼저 평활해진다. polishing 할 때는 우선sand paper(사포)로 먼저 한다. sand paper는 숫.. Engineering/재료 공학 2022. 8. 20.

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  재료공학실험 | Al 합급재료의 석출경화(시효거동)의 관찰 TIP Al 합금을 항온시효 시킬때 시효시간에 따른 합금의 경도변화를 추적 함으로써 석출경화현상을 알아본다. 실용 금속재료의 강도를 높이기 위해 이용되는 가장 중요한 현상의 하나는 석출경화(또는 시효경화, Age Hardening)이다. 듀랄루민, 베릴륨동, Inconel등은 석출경화현상을 최대한 이용한 대표적인 재료이다. 금속재료는 전위의 이동을 저지 함으로써 강화될 수 있다. 순금속에서는 점결함, 선결함, 면결함 들의 존재가 강도를 높일 수 있다. 단상합금에서는 변형저항은 용질원자와 규칙도에 의해서 생길 수 있다. 2상합금에서는 전위가 제2상 입자를 자르고 지나가거나 또는 입자가 잘려지지 않아서 전위가 입자를 피해감으로써 추가적인 응력이 필요하게 된다. 때문에 미세하게 분산된 석출물은 금속재료를 매우.. Engineering/재료 공학 2022. 8. 17.

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  재료공학기초실험 | 고무줄의 탄성계수 TIP 고무줄에 물체를 매달아 고무줄이 늘어나는 길이를 측정하여 고무줄의 종탄성계수를 구함 실험 방법 1. 실험 과정 1) 동전을 담을 수 있는 냄비뚜껑을 고무줄과 연결함 2) 냄비뚜껑과 연결된 고무줄을 고정된 기둥에 건다. 3) 고무줄 초기 길이를 측정한다. 4) 냄비에 500원짜리(7.7g)동전을 10개씩 올리면서 응력과 변형률을 측정한다. 5) 측정된 응력과 변형률을 이용해서 고무줄의 탄성계수를 구한다. [공학기초실험]고무줄의 탄성계수 레포트 1. 실험 목적 가. 고무줄에 물체를 매달아 고무줄이 늘어나는 길이를 측정하여 고무줄의 종탄성계수를 구함 2. 실험 기구 및 시약 가. 실험 재료 1) 냄비뚜껑, 고무줄, 500원짜리 동전 다수, 고무줄 www.happycampus.com Engineering/재료 공학 2022. 7. 11.