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신소재화학 중간 정리 파일

*금속은 단단함과 변형되기 쉬운 성질을 동시에 가지고 있다.*금속이 깨지는 이유는 원자끼리의 결합 방식이 다르기 때문이다.*금속 원자는 ‘전자의 바다’를 매개로 해서 주위의 원자와 ‘금속결합’을 하고 있다.*금속 결합을 담당하는 전자를 ‘자유 전자’라고 한다.*금속 원자가 결합의 상대를 잃어 공백이 생기는 부분을 ‘전위’라고 한다.*전위의 이동에 따라 원자가 차례차례 배치를 바꾸어 감으로써 변형이 일어난다.*도자기는 ‘공유결합’을 하고 있다.*공유결합=각 원자가 결합용 전자를 갖고, 서로 격자 모양으로 손을 연결*공유결합은 금속결합보다 강하다.단, 공유결합은 한번 금가면 반드시 깨진다.*금속 = 모든 전자는 모든 원자에 의해 공유 / 자유롭게 원자 또는 핵 주위를 운동높은 전기 전도도*금속에서 자유롭게 움직이는 전자가 결합 상태를 바꾼다.*다결정의 금속의 구성은 고용원소, 입계, 전위 3가지로 구성*초경합금은 고용원소가 너무 많아서 깨진다.*입계가 많으면 단단하게 만들 수 있다.*전위가 정말 많으면 고용원소 역할을 한다.*입계는 결정립과 결정립 사이를 말한다.*두랄루민 = 알루미늄과 구리(4%)의 합금*금속판을 롤러로 가공 후 풀림 작업을 하면 단단해 진다.*강인한 소재에 필요한 조건 = 높은 강도 / 높은 인성*마텐자이트 = 500°C에서 가느다란 막대 모양으로 늘인 것(지름 평균 260nm, 대나무 구조)*마텐자이트는 저온이 될수록 충격에 강해져 ?60°C에서 가장 높은 인성을 나타냈다. (극지방)*초탄성 합금은 형상 기억 합금의 일부, 상온에서 초탄성을 내타내는 것*다나카 유키 박사 = 니티놀은 니켈과 타이타늄(티탄)의 합금*초전도상태 = 구리의 산화물 그룹, 나이오븀(니오브)*초전도상태에서는 2개의 전자가 쌍을 만들어서 물질 속을 이동한다.*초전도 상태가 발견된 물질은 비화철(FeAs)과 산화란타넘(산화란탄, LaO)이 라는 물질이층 모양으로 겹쳐 쌓여 이루어 져 있다.*산소의 일부를 플루오린으로 바꾸어 냉각 하니 초전도 상태가 되었다.*금을 나노 단위의 미립자로 하면 촉매 기능을 한다.*촉매란 그 자신은 변하지 않고 화학 반응을 촉진시키는 물질*일산화탄소를 산화해 무해한 이산화탄소를 만드는 반응(뛰어난 촉매 작용)*금의 나노 입자로 만드는 방법 = MCN기술(질화 탄소로 만든 다공성 물질)*금 이온이 포함된 용액에 MCN을 넣고 썩어 여과한 후 MCN을 끄집어내어 건조시킨다.*금 촉매는 사용후 물이나 적당한 용매로 씻기만 해도 반복해서 사용할 수 있다.*희토류 원소 = 희토류 원소는 모든 희소 금속에 포함(리튬,백금,네오디뮴,디스프로슘,인듐)*어느 원소가 희소 금속에 속하는지 절대적인 기준은 없다.->기각 중의 존재량이 극히 적다 / 존재량은 많으나 통합적으로 산출이 어렵다 /광석에서꺼내는 데 노력과 시간이 걸린다*란타넘족은 하나 안쪽이 아니라, 더 안쪽에 있는 전자 껍질의 빈자리에 전자가 들어간다.*란타넘족은 빛을 내는 성질도 있다.*광석이나 염호에 포함된 리튬의 양이 풍부해서 곧 고갈되는 일은 없다.*리튬은 원래 3개의 전자를 가지고 있다. 그 가운데 하나는 원자서 떨어져 나가기 싶다*전자를 내놓은 리튬을 리튬 이온이라 한다.*리튬이온이 모두 양극으로 이동한 상태가 완전 방전*리튬이온이 모두 음극으로 들어간 상태가 완전 충전*리튬이온 전지에는 수명이 길다는 특성->이온이 오고 가는 것만으로 전극의 형상이 바뀌지 않기 때문*백금은 자동차 배기 가스 정화 장치의 촉매로 사용*일산화탄소, 질소 산화물 ,탄소와 수소 화합물 같은 유해 물질 정화*백금은 78개의 전자를 가진다 / 그중 빈자리가 하나 있다 / 그곳에 전자를 채우기 위해전자를 끌어 당기는 성질이 있다. -> 백금 촉매 반응의 원리*백금은 수소와 산소로 전기를 만드는 연료전지의 전극으로도 사용*네오디뮴 = 최강의 경구 자석으로 알려졌다.*자석의 세기는 S극과 N극 방향이 가지런 할수록 강한 자석이 된다.*디스프로슘을 가한 네오디뮴 자석은 고온에서도 방향이 가지런 하다.(하이브리드차에 사용)*디스프로슘 원자의 수가 증가하면 자석 전체가 가진 자기력 자체가 약해진다.*네오디뮴이나 디스프로슘은 화학적인 성질이 비슷한 다른 희토류원소와 섞여있다.*투명전극에는 ITO(산화인듐 주석)라는 화합물이 사용된다.*금속과 산소가 결합해 생긴물질(산화물)은 얇은 판으로 만드면 대개 투명하다.*금속 산화물에도 전자 여분으로 가하면 전기가 흐른다.(카드뮴,인듐,아연,주석의 산화물)*전자를 가하는데 2가지 방법 = 원자번호가 하나큰 원소를 불순물로 섞는다.산소 원자를 솎아 내는 방법(산소가 적은 환경에서 ITO를 태 운다)*리튬 공기 전지 = 음극에 리튬이온 양극에 공기중의 산소를 사용*리튬의 밀도가 높기 때문에 무게당 에너지는 리튬이온 전지보다 크다(더욱 소형화 가능)*사용하는 동안 금속 리튬의 표면에 형태가 변하고 전지의 효율이 떨어진다.*산화 리튬에 의해 산소가 지나는 길로 쓰는 탄소가 막혀서 방전이 중지된다.*금속 리튬 쪽의 전해액과 공기층의 전해액을 칸막이로 나누어 두 종류의 전해액 사용*카본 알로이 = 백금의 대체 기술*카본 알로이 촉매는 탄소 원자가 육각형을 만드는 것처럼 늘어선 구조(구워서 만듬)*카본 알로이는 백금 촉매의 60% 성능을 가진다*네오디뮴을 제조후 550°C에서 열처리하면 항자기력이 20% 상승*페라이트 자석에 두께를 특수한 모양을 한 스테인리스강을 지지체로 써서 자기력 감소 억제*알루미나시멘트 구조 바구니 6개중 1개의 내부에는 산소 이온이 있다. 이걸 전자로 바꾸어 전기가 흐르게 했고 저온에서 초전도 성을 발견했다 그리고 바구니의 구조를 개량해 더욱전기를 잘 흐르도록 한다.*CFRP는 지름 몇 마이크로미터의 탄소섬유를 겹치고 여기에 접착제를 침투시켜 가열 가압을 해서 굳힌 재료*기체가 가벼워지고 잘부식되지 않으며 내구성이 높다 (연료비 절감에 큰 구실)*기내 환경이 쾌적해 지고 창문의 크기도 증가*탄소나노튜브의 발견사는 축구공 모양의 탄소분자 C60의 발견

자연과학| 2022.04.22| 3페이지| 1,000원| 조회(186)

화학, 신소재, 신소재화학

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