격자구조와 금속결정구조(fcc, bcc,hcp)설명 및 원자충진률 구하기

소개

격자구조에 대해서 이해하고 금속결정 구조에 대해서
그림을 통한 이해와 각각 구조의 원자충진률과 특징을 알아본다.

목차

1. 결정이란? (Crystal)
2. 격자 (Lattice)란?
3. 공간 격자 (Space Lattice)란?
4. 결정계 (Crystal System)란?
5. 결정구조 (Crystal Structure)
6. 금속의 결정구조
1) 면심 입방구조(Face-Centered Cubic lattice ; FCC)
원자 충진률 구하기
2)체심 입방구조(Body-Centered Cubic lattice ; BCC)
원자 충진률 구하기
3) 조밀육방격자(Close-Packed Hexagonal lattice ; CPH or HCP)
원자 충진률 구하기

본문내용

1. 결정이란? (Crystal)

고체 재료는 원자나 이온간의 배열의 규칙성에 따라 구분될 수 있다. 재료는 장범위의 원자간에 반복적인 혹은 주기적인 배열이 존재하는 재료이다. 모든 금속과 대부분의 세라믹 재료, 일부의 폴리머는 통상적인 응고 조건에서 결정 구조를 형성하고 결정질 고체의 여러 성질은 재료내의 원자, 이온, 분자의 배열 방식, 즉 결정 구조에 의해 결정된다. 그중에 기본적으로 나누면 단결정, 다결정, 비정질 이 세 가지로 나눌 수 있다. 아래 그림을 참고하면 단결정은 규칙적인 배열이 고체 전체에 균일하게 이루어져 있다. 그런데 부분적으로는 결정을 이루지만 전체적으로는 하나의 균일한 결정이 아닌 경우(두번째그림)를 다결정이라 부른다. 비정질이라 함은 고체이지만 분자가 무작위로 배열되어 규칙이 없는 경우를 말한다.

2. 격자 (Lattice)란?

원자가 규칙적으로 배열된 형태를 입체적으로 나타낸 것을 공간격자(Space Lattice)라고 하며, 이때 원자의 위치를 3차원적으로 나타낼 때 위치하고 있는 점을 격자점이라고 한다. 결정에서 격자점은 주위에 대하여 동등하다. 결정구조의 특징으로는 규칙적이고 반복적으로 3차원 공간을 채워나간다는 것이다.

결정을 구성하는 원자 또는 분자는 3차원 주기성을 가지고 배열하여 공간격자을 형성하고 있다. 결정 내의 원자 배열을 그 대칭성에 주목하여 분류할 때 230 종이 있다는 것을 19세기 말 A. Bravais, A.M. Scheonfliess, W.H.Barlow 등의 공간군의 이론적인 연구로 밝혀졌다. 1912년 M. von Laue 의 실험에 의하여 그것이 실증됨과 동시에 많은 결정의 구조가 차례차례로 밝혀지게 되었다.

화학식 AX로써 나타내어지는 이온성결정에는 염화나트륨구조, 염화세슘구조가 많은데, 이밖에 섬아연석구조, 섬유아연석구조, 비소화니켈구조 등이 있다. AX2 로써 나타내어지는 화합물에는 형석구조, 루틸구조 등이 있다. 또 결정을 구성하는 원자 전체가 공유결합으로 결합되어 금강석같은 결정도 있다.

참고자료

· 없음