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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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  기계공학실험 | CO2 용접법을 이용한 시편의 제작 및 시편의 조직관찰 TIP 각종 재료의 성질, 특히 기계적 성질은 재료의 미세조직에 따라 크게 달라진다. 즉 재료의 미세조직을 보면 그 재료의 기계적 특성을 이해할 수 있다. 따라서 재료의 미세조직의 관찰은 재료 시험의 가장 기본적 시험 중의 하나라고 할 수 있다. 재료의 미세조직관찰은 육안으로 또는 광학현미경을 이용하여 관찰하는데 가장 널리 이용되고 있는 방법은 광학 현미경에 의한 조직관찰이라고 할 수 있다. 본 실험에서는 CO2 용접법을 이용하여 시편의 제작 및 관찰이 주목적이다. 용접의 개요 1. 용접 정의 및 원리 ① 광의의 정의 용접은 접합하고자 하는 2개 이상의 물체나 재료의 접합부분을 용융 또는 반용융상태로 만들어 여기에 용가재(용접봉)을 넣어 접합하거나 (융접: Fusion Welding), 접합 부분을 적당.. Engineering/기계공학 2022. 5. 31.

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  재료공학실험 | Al(알루미늄), S45C(탄소강), SS41(연강) 인장시험 TIP 재료의 기계적 성질을 평가하기 위하여 사용되는 시험 중에서 가장 다양하고 많은 정보를 얻을 수 있는 시험방법이 인장시험이다. 이 실험을 통하여 재료의 항복점, 인장강도, 연신율, 단면수축율 및 하중 등의 기계적 성질을 평가하여 이해하는 목적이 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 인장시험기의 변위를 =0 으로 지정한다. 2) 시편을 준비하고 버니어 캘리퍼를 이용하여 세군데 thickness 와 width 측정한다. Al S45C SS41 width -20.17 width -20.02 width - 19.95 thickness - 6.70 thickness - 6.06 thickness - 6.80 3) 시편을 시험기에 고정. 4) 컴퓨터에 측정값을 입력 후 시험시작. [재료공학실험]Al(알루미늄.. Engineering/재료 공학 2022. 5. 22.

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  재료공학실험 | 열전대 TIP 열공학에서 가장 기본적 성질인 온도를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 비교적 간단하고 측정범위가 넓은 열전대를 사용하여 결선법 및 측정방법을 익히며 온도와 기전력을 파악하여 각종 온도계의 측정원리와 그 특성을 이해하도록 한다. 또한 금속 시편에 레이저 소스를 조사하여 금속 시편 표면에서의 온도 분포를 시간에 따라 측정한다. 열전대 실험 배경 온도계처럼 측정 대상에 직접 접촉시켜서 측정하는 접촉식, 특수한 상황의 경우에 사용할 수 있는 비접촉식이 그것이다. 접촉식에는 액체 봉입, 바이메탈, 압력, 저항, 열전대 등의 온도계가 있으며, 비접촉식에는 방사 이용 온도계, 광고온계, 색온도계 등이 있다. 각 온도계는상황에 따라 방식에 따라 특성을 가지고 측정범위가 정해져 있다. 열전대는 서로 다른 두 .. Engineering/재료 공학 2022. 5. 9.

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  재료공학실험 | 금속 조직 관찰 TIP 금속 표면 조직관찰의 목적 금속학적 원리를 기술 분야에 적용하려면 금속조직을 검사하는 방법을 알아서 제조과정에서 일어나는 조직의 변화와 그 재료의 조직과 성질과의 상호관계를 연구하여야 한다. 금속의 내부조직을 연구하는 데에 가장 많이 쓰이는 것은 현미경이며, 이것으로 금속입자의 크기, 모양, 배열을 볼 수 있고, 또 금속중의 여러 가지 상과 조직을 확인할 수 있다. 또한 금속의 조직에 미치는 열처리, 가공 및 기타 처리의 영향을 알 수 있고, 또 기계적 성질과의 관계도 연구할 수 있다. 금속의 응고와 미세조직 금속의 원자는 액체상태에서는 이온이 되어 고체상태의 원자간 거리와 같은 정도로 접근하여 존재하나 결정내부에서와 같이 일정한 위치에 있지 않고 항상 이동하고 있다. 액체금속이 냉각되어 융점에 .. Engineering/재료 공학 2022. 4. 4.

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  재료공학실험 | 투명전극재료의 합성 및 물성 평가 TIP 1. 각종 디스플레이에 투명전극으로 사용되는 ITO (Indium-Tin Oxide) 박막의 제조. 2. Plasma 및 Sputtering 제조공정 학습을 통한 공정설계 능력 배양. 투명 전극재료 투명전극재료는 평판디스플레이, 및 태양전지 등의 소자에서 투명전극으로 사용되고 있는 물질을 통칭한다. 투명전극재료라고 불릴려면 우선 가시광영역(400㎚ ～ 700㎚)에서 80%정도의 광투과도를 가지며 ～103/Ω・㎝의 높은 전기전도도를 가지는 재료여야 한다. optical bandwidth가 3.5eV 정도이기 때문에 자외선영역은 모두 투과 시키고 적외선영역의 높은 반사율, 적절한 에칭 특성을 가지고 있어야 한다. 투명전도체 박막의 3대 재료는 ITO막, SnO2 막, ZnO막이다. 이중에서도 ITO막.. Engineering/재료 공학 2022. 2. 27.

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  재료공학실험 | UTM 인장 실험 TIP 인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 알기위한 기본적인 시험으로써 일정한 속도로 반대방향으로 잡아당기는 힘에 대한 물질의 저항성을 측정하는 실험이다. 재료강도에 관한 기본적인 설계 정보를 얻기 위해 가장 널리 사용된다. 이를 통해 공업용 재료의 변형 과정과 응력의 변화를 조사하며 재료의 항복강도 인장강도 연신율 단면 수축율 등의 기계적인 특성과 탄성한계 비례한계 포아송비 탄성계수의 물리적 특성을 구하는 것을 목적으로 한다. 응력 외력에 대하여 물체가 나타내는 내부 저항을 단위면적에 타나탠 것으로 물체에 작용하는 외력에는 두가지 종류가 있다. 하는 표면력으로 정수압 또는 하나의 물체가 다른 물체로부터 받는 압력과 같이 물체의 표면에 작용하는 힘이고, 또 다른 하나는 물체가 다른 물체로부터 받는 압.. Engineering/재료 공학 2021. 8. 15.

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  고분자공학실험 | UTM 인장 실험 대부분의 구조물은 일반적으로 다양한 정적 및 동적 하중과 변형이 가해지게 되는 데 구조물을 구성하는 재료는 이와 같은 하중과 변형을 감당할 수 있도록 재료의 강도가 설계되어야 한다. 본 시험은 재료의 강도 설계를 위한 기초 정보를 제공하는 정적 인장실험을 통하여 다음과 같은 실험목적을 달성하고자 한다. 첫째, 인장실험을 위하여 사용되는 재료시험기의 사용방법을 습득하고, 재료의 강도 해석에 사용되는 기본적인 역학적 파라미터의 측정 방법과 원리를 이해한다. 둘째, 재료에 가해지는 하중과 측정된 변위 사이의 관계를 나타내는 재료의 기계적 거동을 이해하고, 이로부터 재료의 기계적 특성을 결정하는 탄성계수, 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면수축률 등과 같은 재료물성치를 구하는 방법을 습득한다. 셋째, 재료의 기.. Engineering/고분자공학 2021. 8. 15.

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  재료공학실험 | 열분석 - TGA, DTA, DSC TIP 온도의 증가에 따른 재료의 온도변화를 알아내어 재료의 상변태 및 화학반응에 따른 흡열 및 발열 반응을 알아내어 재료의 상변화를 알아본다. 즉 DTA(Differential Thermal Analysis) 실험은 재료의 온도 차이를 구하며 재료의 발열 및 흡열반응으로부터 재료의 상변태 또는 화학반응 속도를 알아내는 것을 목적으로 한다. 열중량 측정 (TGA : Thermogravimetric Analysis) 열중량분석기는 시료에 온도 프로그램을 가하여 시료의 질량변화를 시간이나 온도의 함수로써 측정하는 방법이다. 즉, 측정하고자하는 시료의 무게변화를 측정하는 방법으로 온도를 올리면서 측정하는 경우 질량증감에 의한 결과로부터 반응온도, 하소온도 등을 결정할 수 있다. 일정온도에서 시간에 따른 무게증.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 29.

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  재료공학실험 | 고상반응을 이용한 BaTiO3(티탄산바륨)의 제조 및 분석 세라믹스(Ceramics) 세라믹스는 도자기로서 대표되는 바와 같이 인류의 역사에 있어서 가장 오래된 재료이다. 세라믹스와 전자와의 만남은 전기기술에 있어서 전기 절연재료에서 시작된다. 당시 절연이 돌이나 소켓트로서 실용화된 세라믹스는 천연원료를 소성한 것이다. 이 시대의 세라믹스는 노하우의 축적인 결정적인 수단이었다. 그 하나의 큰 요인은 조성과 구조, 결합방식의 다양성에서 오는 것이다. 특히 구조의 다양성 중에는 기능성 세라믹스로서 중요한 인자인 결정화도나 미세구조의 문제가 포함되어 있다. 전자시대에 접어들어, 동시에 진보가 현저한 고체물리학이나 결정호학의 지식의 도입에 의해 세라믹스에 대해서 얻어진 정보는 크게 체계화 되었다. 출발원료도 천연원료에서 탈피하여 합성원료를 이용하게 되고, 불순물 제어나.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 21.

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  재료공학실험 | BaTiO3 세라믹스의 제조 및 전기적 성질의 측정 티탄산바륨(BaTiO3)은 높은 유전율을 가지며, 실온부근에서 강유전성을 보이는 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 물질이다. 티탄산바륨은 세라믹 콘덴서, 압전트랜스, 필터, 세라믹 스피커 등에 넓게 응용되고 있다. 또한 첨가물을 넣어 큰 양(+)의 온도계수를 가진 반도체인 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자로 안정성이 높은 히터로 제조되고 있다. 본 실험에서는 고상반응에 의해 티탄산바륨을 합성하고, 이의 소결체를 제작하여 전기적 성질을 측정하고, 이와 함께 X선 회절분석과 미세구조 관찰에 대한 경험을 쌓는 것을 목적으로 한다. 실험 방법 실험 1. 원료분말의 칭량과 혼합 (칭량, 혼합, 건조) ① BaCO3와 TiO2를 120℃에서 12hr 건조한다. ② .. Engineering/재료 공학 2020. 12. 17.

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  재료공학실험 | Thermocouple(열전대) 제작 및 온도측정 TIP 열공학에서 가장 기본적 성질인 온도를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 비교적 간단한고 측정범위가 넓은 열전대(thermocouple)를 사용하여 결선법 및 측정방법을 익히며 온도와 기전력을 파악하여 각종 온도계의 측정원리와 그 특성을 이해하도록 한다. 열전대 두 종류의 금속선 양단을 접합시켜 양단접점에 온도차를 주면 이 온도차에 따른 열기전력이 발생한다. 이 열기전력을 직류밀리볼트계나 전위차계로 측정하여 온도를 표시하는 온도계이다. 서로 다른 두 종류의 금속도체에 폐회로가 형성되도록 결합하고, 두 결합사이에 온도차이를 유지하면 폐회로 내에 기전력이 발생한다. (seeback effect) 이렇게 한쪽(냉접점)을 정확하게 0℃로 유지하고, 다른 한쪽(측정접점 또는 온접점)을 측정하려는 대상에 놓.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 10.

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  재료공학실험 | Thermocouple을 이용한 온도측정법 TIP 재료의 상변화에 영향을 주는 변수들(온도, 압력, 조성) 중 실제 실험에서 가장 크게 작용하는 변수는 온도이다. 실제 실험 및 산업현장에서 가장 널리 쓰이는 Themocouple을 이용하여, 매우 높은 온도에서의 재료의 온도를 측정해보고, 나아가 재료의 변태점 측정방법, 상분석방법을 알아본다. 제베크효과(Seebeck effect) 2종류의 금속 또는 반도체의 양 끝을 접합해 폐회로를 구성하고 온도차이를 주게되면 회로에 열기전력을 일으킨다. 이방법을 이용해 열전대개발이 이루어지게 되었다. 즉, Seebeck effect는 두 개의 정점이 각기 다른 온도에서 유지되는 하나의 루프 안에 두 개의 각기 다른 전도체가 결합되어 있을 때 전류가 생기는 것을 말한다. 두 개의 물체가 각각 다른 free el.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 7.

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  재료공학실험 | 열전대 TIP 1. 열전대는 2종류의 금속을 접속한 양단에 온도차를 주면 열 기전력이 발생하는 지벡 (seebeck)효과를 이용한 온도센서로 공업적으로 가장 많이 사용하고 있다. 열전대의 종류에는 300 ℃정도인 낮은 온도를 측정하는 구리-콘스탄탄, 1000 ℃정도의 온도를 측정하는 크로멜-알루멜 등이 있다. 2. 본 실험에서는 열전대의 원리를 이용한 온도측정원리 및 방법을 이해하고 수치해석적인 방법을 이용하여 전류의 값을 정확한 온도로 계산할 수 있는 능력을 배양한다. 열전대에 있어서 온도에 따른 열기전력의 값을 평균하여 최소자승법으로 온도와 전압과의 방정식을 세워보고 관계를 살펴본다. 열전대(thermo couple) 1. 개념 1821년 독일의 물리학자. T.J. Seebeck이 구리와 안티몬 사이에서 발.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 5.

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  재료공학실험 | 2원계 합금의 열분석 TIP 2원계 합금(Pb․Sn)의 열분석 실험을 통하여 상태도에서의 상의 변태에 대한 이해를 증진시키는데 그 목적이 있다. 열분석 실험에 재료를 가열 또는 냉각시키면서 그 물체의 온도를 측정해가면 온도의 시간적 변화는 일반적으로 평활한 곡선으로 나타난다. 그러나 물질이 전이점을 갖거나 분해하듯이, 어떤 상변화가 있을 때는, 곡선은 그 온도에서 정지점 또는 이상변화를 보인다. 따라서 이 곡선에 의해 상변화나 반응의 생성 등 각종 변화를 알 수 있다. 이 방법이 열분석이다. 물질의 녹는점․응고점․분해점 또는 합금의 상전이 등의 연구에 사용되며, 기준물질과 시료를 동시에 가열하면서 두 물질 사이에 생기는 온도차를 측정하여 시료의 열적 특성을 해석하는 시차열분석도 이용된다. 시차열분석이란 정속승항온 과정에서 시.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 2.

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  재료공학실험 | 세라믹 수축률 측정 TIP 세라믹 재료의 소결 전, 후의 dimension을 측정함으로써, 소결 거동을 살펴보고 세라믹 부품 또는 제품을 제조할 경우 최종제품의 크기를 결정할 수 있도록 한다. 소결(Sintering) 금속이나 세라믹 재료가 기공을 포함하고 있는 물질의 기공 안으로 이동하도록 녹는점 아래에서 열처리하는 것을 말하며, 분말체(粉末體)를 적당한 형상으로 성형한 것을 가열하여 서로 단단히 밀착하여 고결(固結)하는 현상을 소결이라 한다. 일반적인 고층진체의 소결 공정에서는 고체 상태의 분말을 성형체 속에 넣고 프레스로 적당히 눌러 단단하게 만든 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열했을 때 가루가 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착(蒸着)하여 서로 연결되어 한 덩어리로 된다. 다공성 제품 혹은 .. Engineering/재료 공학 2020. 11. 27.

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  재료공학실험 | 세라믹의 경도와 인성의 측정 TIP 다이아몬드 피라미드 형상의 압자를 사용하는 DVK-2S Hardness Tester를 사용하여 재료의 경도 및 파괴인성을 측정하고 세라믹 재료에서 균열전파에 대한 저항을 나타내는 물성인 파괴인성(Fracture Toughness, KIC)을 DVK-2S Hardness Tester를 이용하여 IF법으로 측정한다. 경도는 압입식, 긁기식, 충격식등이 있는데 본 실험에서는 압입식을 이용하였다. DVK-2S Hardness Tester를 이용하여 대면각 136°의 정사각형 다이아몬드 입자를 이용하여 시편에 압흔을 낸 후 그 압흔의 대각선길이 d×, dy를 측정하여 경도값을 구한다. 파괴 인성은 파괴에 대한 저항을 나타내는 물성으로 세라믹 재료에서 굽힘강도와 함께 가장 많이 측정된다. 그 방법으로는 IF.. Engineering/재료 공학 2020. 11. 23.

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  재료공학기초실험 | 세라믹의 곡강도(Flexural strength)측정 TIP 세라믹 부품에 대한 일반적인 강도 측정법인 곡강도(굽힘강도)를 측정한다. 대부분의 세라믹스가 취성파괴를 하는데 취성 파괴 재료의 강도는 그 재료에 있는 결함들의 크기에 의해 결정이 되는데, 시편마다 이 결함들의 크기가 일정하지 않고 어떤 분포를 이루고 있기 때문에 이에 따른 결과로 같은 시편에서 잘라 만든 시편들도 그 강도가 일정하지 않고 통계적 분포로 나타난다. 어떤 취성파괴 재료 시편의 강도라는 것은 그 시편에 있는 결함 중 가장 심한 결함이 나타내는 가장 낮은 강도 값을 말하는 것이다. 재료에 하중이 걸린 경우, 재료가 파괴되기까지의 변형 저항을 그 재료의 강도라고 한다. 강도는 인장, 압축, 비틀림과 굽힘 강도 시험을 통해 알 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 강도를 측정할 시편을.. Engineering/재료 공학 2020. 11. 19.