재료과학 실험보고서 - 탄소강 세라믹 조직실험

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본문내용

금속 재료의 결합은 금속 결합이며, 결합의 방향성이 없다. 이러한 특성에 의해 금속의 결정 구조에서는 높은 원자 조밀도를 갖는다. 대부분의 금속은 BCC(body-centerde cubic), FCC(face-centered cubic), HCP(hexagonal close-packing)의 구조를 갖는다. 모든 격자 구조는 14가지로 나타내어 진다.
위에서 본 성질을 가지고 있는 탄소강을 조직 관찰을 위해 시편을 체취하여 폴리싱을 한다. 폴리싱은 특정금속의 미세조직을 관측하고자 금속표면을 연마하는 작업을 말하는데 조직/경도 측정을 위해서는 금속면을 최대한 미세하고 거울처럼 표면조도가 좋게하는 작업공정을 말한다. 연마지를 사용해서 손으로 하는 거친연마를 한 후 보통연마기를 사용하여 연마포를 씌워 놓은 회전판 위에 알루미나(Al2O3)의 미분을 물에 섞은 연마액을 몇방울씩 떨어뜨리면서 연마한다.
< 연 마 기 >
< 폴리싱 전, 후의 시편의 단면 >
연마가 끝나면 재료조직을 좀 더 확실하게 보기위해서 조직 일부분을 부식을 시키는데 그 작업을 에칭이라 한다. 연마시료를 에칭하지 않고 현미경으로 관찰이 불가능하기 때문에 시료를 폴리싱을 하게되면 시료의 면이 빛을 반사시키기에 하얀화면만 관찰되기 때문에 에칭은 표면을 부식시켜 높낮이 차이를 나게해 빛이 난반사시키게하여 검은 부분과 흰부분으로 구분조직을 관찰할 수 있게 된다.
< 에칭 전, 후의 시편의 단면 >
에칭을 완료한 후 시편의 조직을 현미경을 통해서 관찰한다. 현미경에 대해서 알아보자.
< 아공석강 > < 공석강 > < 과공석강 >
현미경은 우리가 실험에서 사용한 광학현미경 OM(optical microscope), 전자현미경이다.
OM (Optical Microscope : 광학 현미경)
현미경을 사용하는 궁극적인 목적은 미세한 구조를 최대한 가시화 시키는데 있다. 이것은 단순한 확대와 구분할 필요가 있다. 달리 이야기 하자면 ‘해상력’을 높이는데 있다 하겠다. 특히나 광학 현미경의 경우 현미경이 보여 줄 수 있는 해상력을 사람의 시각으로 받아들이는 정도로만 확대한다. 물론, 현미경의 확대에는 상한선이 없다. 인공적으로 확대시킨 확대기는 ‘단순 현미경’에 속하고, 얀센부자의 발명에 의해 접안렌즈, 대물렌즈의 복합 비율에 따른 확대를 통한 ‘복합현미경’이 현재 우리가 흔히 사용하는 현미경의 모습이다. 광학현미경의 상은 반사거울과 집광기를 통해 조절된 광선이 피검체에 조명된다. 대물렌즈에 의해 1차적으로 확대된 상은 현미경 경통 상단부의 공간에 투사되고, 이를 ‘가공상’이라고 부른다. 이 가공상은 접안렌즈에 의해 또 한번 확대되어 관찰자의 망막에 맺히게 된다.
< 광학현미경의 구조 >
전자현미경에는 SEM, TEM이 있다.
SEM (Sanning Electron Microscope : 주사 전자 현미경)

10-3Pa이상의 진공중에 놓여진 시료표면을 1-100nm정도의 미세한 전자선으로 x-y의 이차원방향으로 주사하여 시료표면에서 발생하는 2차전자, 반사전자, 투과전자, 가시광, 적외선, X선, 내부기전력등의 신호를 검출하여 음극선관(브라운관) 화면상에 확대화상을 표시하거나 기록하여시료의 형태, 미세구조의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량등의 분석을 행하는 장치이다.
TEM (Transmission Electron Microscope: 투과 전자 현미경)

광학현미경의 광원 대신에 광원과 유사한 성질을 지닌 전자선과 렌즈 대신에 전자 렌즈를 사용한 현미경으로서 결상(상맺힘)의 기본원리는 같다. 전자선은 광선과 비교하면 물질과의 상호작용이 현저하게 크기 때문에 시료는 아주

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