금속의 전위란 무엇이며, 왜 중요한가
금속의 전위(dislocation)은 금속을 포함한 재료가 가지고 있는 선결함, 면결함, 점결함 중 선결함에 해당한다. 여기서 재료의 결함이란 말 그대로 그 재료가 가지고 있는 ‘결함(홈, 결점)’으로서, 결함이 없는 재료는 거의 없다고 볼 수 있을 정도로 모든 재료는 결함을 가지고 있으며, 결함이 있기 때문에, 그 특성을 이용해 여러 가지 기계나 제품을 만들 수 있다. 금속은 결정구조를 가지고 있는데 결정구조란 원자가 규칙적으로 배열된 상태, 즉 다시 말해 격자구조를 이루고 있는 상태를 말한다.
Extra half-plane
왼쪽 그림은 이상적인 격자 사이에 삽입된 칼날전위의 잉여 반 평면이다. 그림에서 점 하나가 원자라고 할 때, 위 그림과 같이 일정하게 원자가 정렬된 상태가 격자구조이다. 그런데 그림의 가운데 아래의 세 줄은 위와 간격이 다르게 나와 있으며, 원자가 하나씩 빠져있는 상태이다. 이러한 금속의 결합을 전위라고 부른다. 그림에서 ┴ 의 표시는 그 원자의 뒤로 줄줄이 원자가 빈 상태라는 것을 의미한다.
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이러한 전위가 존재함으로 인해, 금속에서는 Slip이 일어날 수 있으며, 슬립의 특성 때문에, 금속이 다른 재료등과 달리 손으로 구부려도 부러지지 않고 쉽게 휠 수 있는 것이다. 전위의 종류에는 나사모양으로 배열된 나선전위와 한 방향으로 배열된 칼날전위가 있으며, 실제 재료에서, 전위는 이보다 훨씬 복잡하며 전위 이론 또한 그 내용이 방대하여 책 한권 분량이다.
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2012.04.12
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