[실험 보고서] 재료의 확산 실험 : 상호확산을 이해하기 위해서 Cu 내에서의 Zn, Sn 확산에서의 확산계수를 어림 결정한다

소개글

[실험 보고서] 재료의 확산 실험 : 상호확산을 이해하기 위해서 Cu 내에서의 Zn, Sn 확산에서의 확산계수를 어림 결정한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적··································p.01

2. 실험장치 및 재료······························p.01

3. 관련이론 ·································p.01~04

4. 실험방법 ·································p.04

5. 실험결과 ·································p.05~07

6. 고찰 ···································p.07~08

7. 참고문헌 ·································p.08

본문내용

실 험 보 고 서
소 속
학 번
이 름
담당교수
제 출 일
목 차
1. 실험목적·······················································p.01
2. 실험장치 및 재료·············································p.01
3. 관련이론 ··················································p.01~04
4. 실험방법 ······················································p.04
5. 실험결과 ··················································p.05~07
6. 고찰 ·······················································p.07~08
7. 참고문헌 ······················································p.08
재료의 확산실험
1. 실험목적
상호확산을 이해하기 위해서 Cu 내에서의 Zn, Sn 확산에서의 확산계수를 어림 결정한다.
2. 실험장치 및 재료
- 실험장치 -
1. 외경 25mm, 내경 약 10mm, 높이 20mm를 갖는 구리환봉과 직경이 약 10mm이고 높이가 25mm인 60Cu~40Zn, 60Cu~40Sn 봉의 시료
2. 프레스, 톱
3. 온도 조절장치가 붙은 전기 가열로(900℃까지 사용가능)
4. 연마시설 및 금속현미경(마이크로미터 부착된)
- 실험재료 -
1. Copper환봉 : 외경 25mm, 내경 약 10mm, 높이 20mm
2. Zinc봉 : 외경 10mm, 높이 25mm
3. Tin봉 : 외경 10mm, 높이 25mm
3. 관련이론
확산(擴散)은 액체나 기체에 다른 물질이 섞이고, 그것이 조금씩 번져가다가 마지막에는 일률적인 농도로 바뀌는 현상이다. 물속에 잉크가 확산했을 때 그 액체의 어느 부분을 떠 보아도, 아무리 소량을 떠 보더라도 핑크빛으로 변해 있다는 점에서 잉크는 물속의 구석구석까지 번져갔음을 알 수 있다. 기체는 액체보다도 더 빠른 확산 현상이 일어난다. 예를 들면, 산소만 넣은 용기와 질소만 넣은 용기를 접촉시켜서 경계의 막을 떼어내면 양자는 서로 섞인다. 공기는 산소와 질소의 혼합물이다. 확산 속도는 분자의 질량이 작을수록, 또 온도가 높을수록 커진다. 기체만큼 빠르지는 않으나 확산은 액체에서도 볼 수 있으며, 또 극히 느리기는 하지만 고체에서 일어나기도 한다. 고체 금속 내에서는 결정격자 내의 금속원자가 통상 열진동하고 있고, 온도가 충분히 높아지면 어떤 격자점으로부터 다른 격자점으로 자유롭게 이동한다. 이 현상을 일반적으로 확산이라고 부른다.
- 확산의 종류 -
1) 상호확산 (interdiffusion, impurity diffusion)
→ 고농도영역에서 저농도 영역으로의 원자의 이동 (농도기울기)
→ 확산 쌍(diffusion couple)에서 극명하게 나타남
2) 자기확산 (self-diffusion)
→ 순금속에서 원자의 이동 (동종 원소간의 자리 바꿈)
→ 농도의 변화 없음
확산의 기본 법칙에는 두 개의 Fick의 법칙이 있다.

Fick의 제1법칙은 입자의 확산유량과 입자의 농도의 변화량과의 관계를 기술한 법칙이다. 계의 부피가 일정하다는 조건 하에서 직교좌표계에서 x축으로 입자가 확산될 때, 두 물리량의 관계는 다음과 같다.
여기서,
Jx : 입자의 확산유량의 x축

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