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동적평형 독서감상문 평가A+최고예요

동적 평형 독서 감상문-후쿠오카 신이치-?'동적 평형' 제목을 보고 느낀 나의 첫 느낌은 다소 생소했다. '이 책의 저자이자 생명과학교수인 후쿠오카 신이치는 무엇을 전달하기 위해 동적 평형이라는 제목을 사용했을까?' 나의 호기심과 의구심을 자극했다. 저자는 분자생물학에 기본을 두고 현대 사회와 밀접한 관계를 가진 다이어트, 광우병, 기억과 시간의 관계에 관한 궁금증 들을 쉽게 풀어냈다.?여러 분자생물학 스토리 중에서 체내시계의 메커니즘이 상당히 흥미롭게 다가왔다. 시간은 절대적이기 때문에 변하지 않지만, 사람은 나이를 먹어가면서 시간이 빨리 간다고 느낀다. 이 책을 읽기 전까지는 단순히 기억력 감퇴에 따라 그렇게 느껴질 뿐이라고 생각했다. 하지만 내 사고는 단순한 발상이었다. 단백질의 신진대사 속도가 체내시계의 중요한 포인트였다. 생명의 회전속도가 실제 시간의 경과를 따라가지 못해 생기는 착각의 비밀이 숨어있었다. 사람은 이런 시간적인 감각뿐만 아니라 뇌에 고착된 편견에 의해 헛것이 들리거나 허상을 보고 사실이라고 믿는 착각을 한다. 가령 자연이 만들어 낸 불규칙한 문양 속 에서 사람의 얼굴을 발견하거나, 사람의 얼굴을 닮아 '안면어' 라고 이름 지어진 물고기가 그 대표적인 예라고 할 수 있다. 인류의 조상은 과거 수백만 년 동안 바뀐 환경의 변화로 부터 살아남기 위해 어떠한 실마리를 발견해야 했을 것이다. 그 진화의 과정에서 우리의 뇌는 불규칙한 것 속에서 법칙이나 패턴을 발견하려는 작용을 해왔을 것이다. 태아기에 뇌가 막 만들어질 무렵, 신경 세포망은 가능한 복잡하게 뻗어나간다. 환경에 노출되면서 많이 사용되어 지는 신경회로는 두껍고 강해지지만, 사용되지 않는 회로는 연결고리가 끊겨 소멸된다. 어떠한 분야에서 특출한 재능을 보이는 사람은 이러한 신경회로가 잘 발달되어 있다고 할 수 있다. 이 사실을 태어났을 때부터 알고 있었더라면 아이슈타인을 뛰어넘는 광범위한 능력으로 천재가 되었을지도 모르겠다. 그런 일은 불가능하니 결혼을 해서 내 아이를 낳게 되면 많은 신경 세포망 들이 뻗어나갈 수 있는 좋은 환경을 만들어 줘야겠다.? 소화는 정보의 해체다. 즉 인간의 뼈와 살은 섭취한 음식으로부터 얻어진 영양분이다. 이러한 이야기는 내가 알고 있는 평범한 지식 중의 하나이다. 하지만 우리가 먹은 음식은 체내를 통과 하는 게 아니라고 한다. 사람의 몸은 여러 세포의 결합체이고 소화기관은 어묵의 가운데 구멍처럼 뚫려있는 체외기관에 불과하며, 소화기관을 거쳐 만들어진 포도당이나 아미노산이 흡수되어야 비로써 체내로 들어간 것이다. 알지 못했던 새로운 지식들을 하나씩 접해가며 뒷부분엔 무슨 흥미로운 내용들이 있을지 책장을 한장 한장 넘길 때마다 내용에 매료되기 시작해 읽는 속도가 빨라졌다. 콜라겐 첨가 식품이나 화장품들이 전혀 피부에 도움이 되지 않는다는 사실도 충격적이었다. 이때까지 먹은 족발 같은 음식들로부터 섭취한 콜라겐들이 몸속으로 거의 흡수되지 않는다니.. 이러한 사실을 알고 나니 광고나 상술에 속임을 당해왔다는 느낌까지 들었다. 콜라겐을 구성하는 아미노산은 체내에서 합성할 수 있는 비 필수 아미노산이다. 피부가 콜라겐을 만들고 싶을 때는 피부 세포가 혈액 중의 아미노산을 흡수하여 필요량을 합성할 뿐이기 때문에 저분자화한 식품을 아무리 먹어도 체내의 콜라겐을 보충해주지는 못하는 것이다. 사람들은 건강에 대한 강박관념에서 해방되어 이 사실을 깨달아야 한다.? 바이러스나 병원균을 치료하기 위해 많은 항생제가 개발되어 왔다. 처음 페니실린을 발견되었을 때는 모든 질병을 치유할 수 있을 같았다. 하지만 내성을 가진 균들이 진화를 거듭해오며 오늘날에도 치료할 수 없는 병들이 존재한다. 작년엔 신종플루가 유행해 많은 사람들의 목숨을 위협했다. 타미플루가 개발되어 신종플루에 대비했지만, 타미플루 로도 치유할 수 없는 바이러스가 벌써부터 발견되기 시작했다. 이는 마치 끝없는 숨박꼭질을 하는 것과 같아 보인다.생명체는 엔트로피를 거스르는 것이다. 파괴와 무질서에서 생명체는 스스로를 유지하기 위해 자신이 부서지기 전 무질서를 배출한다. 이러한 현상은 마치 흐르는 물속에 담겨진 어떤 형태의 비닐봉지와 같다.?물이 흘러들고 빠져나가면서 비닐봉지는 어떤 일정한 형태를 지속한다.?생명의 최소단위인 세포도 마찬가지다. 세포막이 비닐봉지인 셈이고, 다만 세포는 비닐봉지처럼 구멍이 뚫려있는 것이 아니라 삼투압 작용을 하고 있다는 것이 다를 뿐이다. 이것이 동적 평형이며 이 책에서 저자가 말하고자 하는 키워드다. 끊임없는 투입과 배출을 통해 막을 유지하는 것. 이것이 생명현상이며 생명이란, 어떤 특수한 물질이 아닌 ‘현상’과 ‘효과’로 이해해야 하는 것이다. 무질서의 힘이 동적 평형을 압도할 때 생명은 그대로 파괴되는 대신 생식을 통해 자신의 복제자를 만들어 다시 동적 평형을 유지하려고 할 것이다.

독후감/창작| 2011.02.17| 2페이지| 1,000원| 조회(544)

독서감상문, 동적평형

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냉각곡선을 이용한 2원계 합금상태도

냉각곡선을 이용한 2원계 합금상태도 윤곽작성1. 실험 목적- 제조된 몇 종류의 Pb-Sn 합금을 고온으로 가열한(약 400℃정도)다음 냉각할 때 얻어지는 냉각곡선을 이용해서 각 합금조성별 변태점을 측정하여 Pb-Sn 2원계 합금 상태도의 윤곽을 그린다.2. 사용재료 및 장치? 순금속 Pb, Sn( 〉99.5%): 상용적인 순금속? 가열토치? 용해용 도가니? 열전대(k형 열전대) 및 보호관? 저울? X-Y recorder 및 기록용지 기록펜 등3. 실험방법※ 시편이 절대로 바뀌지 않도록 한다.㉠ 순금속괴를 가열하여 적당량 용해한 후 평량하기 쉽도록 잘게 나눈다.㉡ 각 조별로 Pb-(10~18%)Sn 합금 : 1종류, Pb-(20~50%)Sn 합금 : 3종류, Pb-(65~85%)Sn 합금 : 2종류를 만든다. ☞각 조성별 합금량은 250g이 되도록 한다.이번 실험에서는 각각의 6가지 조성을 조원들과 토의 후 평량을 실시하였다.? Pb-15%Sn = 37.5g(Sn) + 212.5g(Pb)? Pb-30%Sn = 75g(Sn) + 175g(Pb)? Pb-40%Sn = 100g(Sn) + 150g(Pb)? Pb-50%Sn = 125g(Sn) + 125g(Pb)? Pb-65%Sn = 162.5g(Sn) + 87.5g(Pb)? Pb-80%Sn = 200g(Sn) + 50g(Pb)㉢ 각각의 합금을 용해용 도가니에 넣고 가열토치로 완전히 용융할 때까지 가열한다. 세라믹봉으로 수시로 용탕내를 교반하여 균일하게 녹게 한다.*주의: 반드시 도가니 주위를 가열하여 용해한다. 직접 합금을 토치로 가열하면 산화가 되어 올바른 데이터가 나오지 않으니 주의해야한다.㉣ 기록계에 연결된(k형 열전대를 사용) 열전대를 용융된 합금에 담그어 그대로 냉각시키면 기록지에 자동으로 냉각곡선이 그려진다.㉤ 응고완료된 시료는 재가열하여 열전대를 분리한다.4. 결과 및 고찰※ 본 실험에 사용된 순금속 Pb의 융점은 327℃, Sn의 융점은 232℃로 한다.? 합금조성별 시간/온도 냉각곡선을 통해 기록한 변에서는 융액이 없어질 때까지 185℃의 온도로 유지된다.Pb-30%Sn 합금은 균일융액상태에서부터 서냉을 시키면 255℃에서 액상온도인 액상선과 교차하며 포화 α상을 초정으로서 정출하기 시작한다. 이때의 고상과 액상의 농도는 지렛대법칙을 이용하여 구하여지는데 온도가 강하하면 정출을 계속하는 α상의 고용체의 농도는 고상선에 따라 변화하며 잔액의 농도는 액상선에 따라서 변화한다. 182℃에 도달하면 α고용체는 상당량으로 정출된다. 그리고 182℃에 도달하면 남은 융액은 공정반응에 의해 α상과 β상을 동시에 정출하여 미세한 공정조직을 얻을 수 있게 된다.Pb-15%Sn 합금은 공정구간이 보이지 않으며 공정선과는 관계하지 않는 공정반응과는 무관한 합금이다. 이 합금은 균일융액상태에서부터 서냉을 시키면 291℃의 지점에서 액상선과 만나고 α고용체를 정출하기 시작한다. 이 응고과정은 완전고용체 곡선의 경우와 동일하며 온도강하에 따라 고용체의 농도는 변화하며 잔액의 농도 역시 변화한다. 210℃의 고상선에서 응고가 완료된다.㉢ 냉각곡선 관찰해 보면 변태개시와 종료 시 꺾여 지는 부분이 예리하게 꺾여 지지 않고 둥그스럼하게 나타나는 이유를 설명 : 반응의 시작점의 곡선이 둥그스럼한 이유는 열전대와 시료 사이의 온도 지연과 시료내의 온도변화가 원인이 된다. 그러므로 가열이나 냉각의 속도는 지나친 온도기울기를 피할 만큼 충분히 작아야한다.과냉현상에 의해 변태종료인 응고점에서 완만하게 움푹 파인 홈처럼 나타난다. 금속은 일정한 온도에서 응고를 실시하는데 순금속을 서서히 냉각시킬 경우 응고점까지는 온도가 서서히 하강하지만 응고점에 이르게 되면 금속이 응고가 되면서 응고잠열을 방출하게 된다. 액상은 고상보다 높은 에너지를 가지는데 액상에서 고상으로 응고시 이 에너지는 열에너지로서 방출하게 되는 것으로 이 응고잠열에 의해서 잠시 동안 일정한 온도를 유지하게 된다. 그리고 응고가 완료되면 다시 서서히 온도가 하강하게 된다. 하지만 실제에서의 경우 용융금속을 냉각시키면 열역학적 평형융점보 이루어진 물질의 상 사이의 열적 평형관계를 나타내는 법칙으로 상측이라 하며, 계중의 상이 평형을 유지하기 위한 자유도를 규정하는 법칙이며 계의 평형을 설명하는데 사용하는 기브스(W.Gibbs)의 이론이다. 자유도 F는 물질을 구성하는 성분은 수 n, 상의 수 P라 하면,F=n+2-P 의 관계에서 자유도를 구할 수 있으며, F=1+2-1=2와 같이 된다. 즉 자유도는 2이다. 물, 얼음, 수증기인 1상이 존재하기 위해서는 온도, 압력 두 가지다 변화시켜도 존재할 수 있다는 것이다.금속 및 합금은 용융점도 높고 비등점도 높다. 금속 조직학에서는 액체와 고체만을 대상으로 하며 이를 응고계라 한다. 이러한 온도에서의 금속 증기압은 대단히 작고 기 상은 거의 무시할 정도이다. 따라서 압력을 무시한 자유도 F는F=n+1-P로 나타낼 수 있다.Pb-30%Sn의 냉각곡선조성변태개시 온도변태종료 온도(공정시작)Pb-30%Sn255℃182℃- 처음 α상 초정 정출 온도 전까지의 자유도는 F=n+1-P 이식에 대입하면 n은 Pb와 Sn의 2가지의 성분이므로 n=2, 상은 액상만이 존재하므로 p=1 이다. 이를 대입을 해보면 F=2+1-1 자유도는 2이다.다음 255~182℃까지의 자유도는 초정 α상이 정출하며 액상과 공존하고 있으므로 성분의 값 n은 n=2이며, 초정 α상과 액상의 2가지 상의 값 p는 p=2가 된다. 따라서 자유도는 F=2+1-2로 자유도는 1이 된다.하지만 182℃에서는 공정을 시작하기 때문에 성분의 값 n=2이고, 액상에서 α상과 β상이 동시에 생기므로 이 한 점에서는 상이 3가지로 p=3이 된다. 그렇기 때문에 이 지점에서는 F=2+1-3으로 자유도가 0이 된다.? Pb-10%Sn 합금과 Pb-50%Sn 합금의 냉각곡선의 차이점공정(共晶)의 의미 : 2 성분의 금속이 액상에서는 완전히 융합하는데, 고상에서는 전혀 융합되지않고 기계적으로 혼합된 상태를 형성하는 혼합물을 공정이라 하고, 이 반응을 공정반응,혼합된 합금을 공정형 합금이라 한다.- 이번 조 실험고상에서 고상이 석출되지만 Pb-50%Sn 합금은 185℃에서 공정구간을 가지며 이 공정구간동안 온도의 변화가 없으며 공정구간이 길게 나타나는데 이는 Pb-50%Sn합금에서 185℃에서 액상이 고상으로 변하는 과정에서 생기는 열에너지를 방출하는 응고잠열 때문이다. Pb-15%Sn 합금에서는 이 공정구간을 찾을 수 없었다.Pb-15%Sn의 냉각곡선Pb-50%Sn의 냉각곡선? 미지의 2원계 공정합금의 공정조성- 미지의 2원계 합금이 공정조성을 가진다면 액상에서 고상으로 변화하는 과정에서 생기는 응고잠열을 관찰할 수 있을 것이다. 액상에서 고상으로 응고하는 과정은 발열과정으로 이 응고잠열 동안에서의 온도는 떨어지지 않고 온도의 변화가 없이 응고한다. 이 온도변화가 없는 구간의 길이를 각각의 합금의 조성마다 구하여 x축에는 합금조성을 y축에는 공정구간의 길이로 두고 길이의 끝을 연결하여서 이때 삼각의 모양에서 끝부분이 공정조성이다. 이 공정조성의 부분은 공정점에서의 공정반응이 제일 오래하므로 길이가 가장 긴 부분이다.Pb-30%SnPb-40%SnPb-50%SnPb-65%SnPb-80%Sn2㎝3.1㎝4.2㎝5.1㎝2.2㎝Pb-50%Sn, Pb-65%Sn, Pb-80%SnPb-30%Sn, Pb-40%Sn- 30, 40, 50%Sn 조성을 연결하고, 65, 80%Sn 조성을 연결하여 구해진 조 실험결과의 공정조성은 약 62.5%Sn이 나왔다.? 기타 2원계 합금상태도㉠ Cd-Bi계 합금 상태도20%Bi : 250℃, 초정 Cd을 정출한다. 144℃의 공정점에 도달하게 되면(3중점) 응고가 완료하게 된다.(공정반응)40%Bi : 170℃, 초정 Cd정출을 한다. Bi양의 증가에 따라 초정의 정출온도는 낮아지고, 144℃에서의 온도 유지시간이 길어진다.45%Bi : 144℃까지 melt로 존재한다. 그 이후 응고가 완료되는데(공정반응) 이때 온도는 강하하면 공정조직이 생성된다.60%Bi : 185℃, 초정 Bi를 정출한다.80%Bi : 230℃, 초정 Bi를 정출한다. 그리고시 T?의 온도에서는 액상이며, 냉각이 계속되면 T₁온도에서 액상선에 접하게 되고 A조성과는 달리 Si가 초정으로 정출하기 시작한다. 냉각이 계속 됨에 따라 Si의 양은 증가한다. 공정선의 온도에 도달하면 남아있던 액상은 Si와 공정조직으로 된다. 그러므로 초정 Si와 공정조직을 볼 수 있다.※ α-고용체 : α정(또는 α상 : 같은 의미로, 정의 경우는 액체로부터 정출한 것이고 상의 경우는 그 중에서 조직이 1개로 성립되고 있고 균일한 부분을 말한다)이라고도 부르는데, 상 전체가 100% 아니고 Si를 약간 포함한(고체 중에 용해되어 있어 있고 Si가 정출하고 있지 않다) Al을 나타낸다.㉢ Fe-Fe₃C 합금 상태도- 0.8% C인 조성에서 오스테나이트의 공석반응으로 시멘타이트와 페라이트로 되기 때문에 0.8% C인 보통탄소강을 공석강이라고 하며 강의 탄소함량이 0.8% C 이하인 것은 아공석강이라고 한다. 공업적으로 생산되는 대부분의 강이 아공석강이다. 0.8% C 이상인 강은 과공석강이라고 한다. 약 1.2% C까지가 과공석강이다.아공석강 : 0.4% C 보통탄소강을 약 900℃까지 가열하여 충분히 두어 균질한 오스테나이트 조직으로 만든 후 서서히 냉각을 하면 약 775℃ 에서 초석페라이트가 오스테나이트 결정립계에서 불균일하게 핵생성을 하기 시작한다. 합금을 계속 냉각을하면 초석페라이트는 오스테나이트 속으로 계속 성장하면서 약 50%까지 변태를 실시한다. 페라이트를 형성하고 남은 여분의 탄소는 오스테나이트-페라이트 계면으로 밀려나고 다시 남은 오스테나이트 속으로 들어가 오스테나이트이 탄소농도는 높아지며 탄소함량이 0.8%로 증가하게 된다. 평형적으로 냉각되었다면 723℃에서 나머지 오스테나이트는 공석반응을 일으켜 오스테나이트는 페라이트와 시멘타이트인 반응을 일으켜 펄라이트로 된다.과공석강 : 1.2% C 보통탄소강을 약 950℃까지 가열하여 충분히 두어 균질한 오스테나이트 조직으로 만든 후 서서히 냉각을하면 점 b에서 아공석강에서와 달리 초석시멘타이트가

공학/기술| 2011.02.17| 14페이지| 2,000원| 조회(1,026)

합금, 상태도, 냉각곡선, 2원계

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공정계 Al - Si 합금 상태도의 실용사례

공정계 합금 상태도의 실용사례◎ Al - Si 합금1. 서 론- 2원계의 합금은 많지만 그 중에서 공정계의 상태도를 가진 합금으로 한 가지를 선정하자니 처음에는 많은 고민이 있었다. Cu계의 합금을 할 것인지 Cd계나 Ni 등 많은 비철금속 재료 등을 생각해보았는데 불현듯 예전에 비철금속재료 시간에 배운 Al합금의 공정계 상태도가 생각이나 Al합금의 종류를 조사하던 중 이해하며 공부하기 좋은 Al-Si합금을 선택하게 되었다.2. 알루미늄 합금우선적으로 알루미늄 합금은 용융점이 비교적 낮아 재용해가 비교적 용이하고 무게가 가벼우며 열용량이 커서 주조성이 양호하여 사형, 금형 및 다이캐스팅 등의 주조법을 이용하여 자동차엔진, 전기기기, 기타 각종 부품 등의 대량 생산품으로부터 수공업적 미술품에 이르기까지 광범위 한 분야에 사용되고 있다.알루미늄 합금 주물의 제조 방식으로서 많은 주조방법이 개발되어 졌으며 각각 특색이 있 으므로 사용목적에 따라, 제품 형상, 소요 수량, 품질 수준 등의 요구 특성과 경제성에 따라 최적의 합금과 주조법을 선택하여야 할 것이다.알루미늄 합금의 주조 방법으로는 사형 주조법, 금형 주조법 및 다이캐스팅법이 가장 많이 이용되는 주조법이며 이중 다이캐스팅법이 대량 생산 등의 이점이 있어 가장 보편화된 주조 방법이라 할 수 있다. 최근에는 응고 시 압력을 가하는 용탕 단조법, 반용융상태에서 가공을 하는 반용융 응고 가공법등이 새롭게 개발되어 지고 있다고 한다.3. Al-Si합금의 구분- 알루미늄 합금의 경우 다양한 분류방법이 존재하나 가공방법에 따라 크게 단련용 합금(Wrought Alloy)과 주조용 합금(Casting Alloy)으로 분류할 수 있으며 각각은 열처리 형태에 따라서 열처리를 하는 합금과 하지 않는 합금으로 분류된다. 단련용 합금은 압출(Extrusion), 압연(Rolling), 단조(Forging)등의 가공에 사용되는 합금이며 주조용 합금은 사형주조(Sand Casting), 다이캐스팅(Die Casting) 등에 사용되는 합금이다.Al-Si합금의 경우 가공형태에 따라 단련용 합금과 주조용 합금 2가지 모두 존재하며 2가지 합금 모두 열처리를 하지않은 비열처리용 합금으로 구분된다. KS규격으로 주조용 알루미늄 합금으로 Al-Si합금은 4XX로 분류된다.4. Al-Si합금- Silumin이라고도 부르며, 주요 합금원소로 Si를 함유한 Al-Si계 합금은 우수한 주조특성 때문에 상업적으로 가장 중요한 주조합금이기도 하다. Al-Si계 합금은 Si 12.6%에 공정조성(공정점)을 가진 단순한 공정형으로 이 공정부근의 Al-Si계 합금은 용융상태에서 유동성이 높으며 응고 중의 주입성이 우수하여 알루미늄 주조용 합금 중 가장 주조성이 좋아 형충진성이 우수하며 열간취성(hot shortness)이 비교적 없다. 또한 Si은 순수한 알루미늄의 내식성을 해치지 않으며 어떤 경우에는 약산 분위기에서는 내식성을 증가시킨다. 따라서 주로 살두께가 얇은 대형주물이나 복잡한 형상의 주물에 많이 사용된다.2원 Al-Si계 합금은 열처리할 수 없는데 Al에 Si가 극히 소량만이 고용되며(1.68% max) 고용체에서 석출한 Si는 거의 경화를 일으키지 못하기 때문이다.Al-Si-Mg계, Al-Si-Cu계, Al-Si-Cu-Mg등 Al-Si합금에 다른 원소를 적은 양의 첨가로 석출강화로 강도를 증가시킬 수 있다.인성을 고려할 경우 아공정 조성으로, 내마모특성을 중시할 경우 과공정 조성으로 조절하여 Al-Si합금을 제조한다.5. Al-Si합금의 상태도- Al-Si계 합금의 응고모델을 상태도에 의해 설명하자면, 아공정의 A조성에서는 T0의 온도에서 완전히 액체 상태이나, 온도가 저하하고 액상선과 부딪히는 T1온도로부터 α(Al)가 정출하기 시작하여 온도의 저하와 더불어 그 양이 많아진다. 남은 액체의 Si농도는 오른쪽의 액상선과 부딪히는 Si%에 따라서 변화하고 T2온도에서는 C1%이다. 이 상태에서는 고체와 액체가 공존한다.공정선의 온도에 도달한 시점에서 잔류용액은 α(Al)와 Si공정으로 변화하고 완전히 고체 상태로 되어 실온에서는 α정과 (α+Si)공정의 조직으로 된다. 과공정의 B조성에서는, T0에서 완전히 액체 상태이나 T1′에서는 A의 경우와 다르게 우선 최초로 Si가 정출한다. 온도의 저하에 따라서 초정 Si(최초로 정출한 Si)량이 많아지고, 잔류 융액의 조성은 좌측의 액상선에 따라서 Si농도가 저하한다.공정온도에 달한 시점에서 잔류 융액은 α와 공정으로 변화하고, 완전히 고체 상태로 되어 실온에서는 초정 Si와 (α+Si)공정의 조직으로 된다. 공정조성의 Al-11.7%Si에서는, 공정온도에서 달한 시점에서 액체가 α와 Si공정으로 변화하고 이온도에서 완전히 고체로 되어 실온에서도 (α+Si)공정의 조직이다. 공정점에서 액상온도가 최저로 되고 주조 온도를 낮출 수가 있다. 또한, 용탕의 보급성 및 유동성이 우수한 것이 다이캐스팅 주조에 유리하므로, 공정 근방의 조성이 다이캐스팅 합금으로 이용되고 있다.5.1. Al-Si합금의 조직과 성질◎ (AC3A: 주물용, ADC1 : 다이캐스팅용)의 특징1) 공정형 부근 조성(Si : 10~13%)2) Si의 용해도가 적어 비시효형 합금이다.3) 강도는 다른 유사 합금에 비해 약간 작지만 유동성이 양호하다.→각종 기계의 케이스류, 얇은 기계부품, 빌딩 외벽용 대형 판넬, 건축부품 등으로 사용된다.4) 조 직? 아공정 조성 : 수지상 조직상(dendrite상)과고용체의 공정조직으로 구성.? 공정조성 :(Al)고용체와 침상에 가까운 얇은 판상 Si으로 구성.( 냉각속도↓: 조대하고 길게 성장 )? 과공정 조성 : 초정 Si는 괴상으로 정출되어 이방성, 조대 성장한 공정조직으로 구성.※ α-고용체 : α정(또는 α상 : 같은 의미로, 정의 경우는 액체로부터 정출한 것이고 상의 경우는 그 중에서 조직이 1개로 성립되고 있고 균일한 부분을 말한다)이라고도 부르는데, 상 전체가 100% 알루미늄이 아니고 Si를 약간 포함한(고체 중에 용해되어 있어 있고 Si가 정출하고 있지 않다) Al을 나타낸다.5) SiO2·xH2O형태의 표면 보호막이 형성되어 우수한 내식성을 가진다.6) 기계적 성질 : 수지상을 포함한 전체 조직, 공정Si, 초정Si의 형상, 크기, 양에 의존한다.5.2. Al-Si합금의 Si량에 따른 주조성- Si함량이 물리적 특성, 기계적 특성, 화화적 성질 등에 영향을 미친다. 주조성과 밀접한 관계를 가지는데 일반적으로 Si첨가에 따른 유동성 변화는 4-5%까지는 감소하나 이 이상의 조성에서는 Si함량이 증가함에 따라 유동성도 양호해진다.5.3. Al-Si합금의 개량처리- 사형주조하는 Al-Si합금의 공정조직은 주조직전에 소량의 Na(0.025%)를 금속 Na 또는 Na 염의 형태로 첨가하면 상당히 미세화 시킬 수 있다. 과냉각이 심하게 되어 응고하도록 응고속도를 빠르게 하여도, Al-Si합금의 공정조직이 비슷하게 미세화 된다. 개량처리로 인해 기계적 성질에는 큰 변화 없지만, 주조성에는 큰 영향을 미친다. 인장강도, 연신율, 충격값 등은 향상되고, 경도와 피로 강도는 변화가 없다.6. Al-Si합금의 실용사례1) Al-Si합금(4xxx 계열) 단조용 합금- 7~12% 고실리콘 합금으로 Si원소 함유량에 따라 물리적, 기계적, 화학적 성질이 크게 영향을 받는다. 아공정, 공정, 과공정, 합금이 있고, 주조용 합금과 유사한 조성을 가지면서 가공용의 효과를 발휘할 수 있도록 합금조성을 설계한다. Al-Si계 주조용 합금에 비해 사용량이 매우 미미한 수준이다.(1) 단조용 합금 (4032합금)? 개발 중에 있는 새로운 분야이다.? 과공정계 : 내마모성이 우수하고 열팽창계수가 작은 특성이 요구되는 용도에 이용된다.? 아공정계 : 단조성, 절삭성을 중시한 용도에 이용된다.? 공정계 : 과공정과 아공정을 조합한 특성이 요구되는 용도에 이용된다.? 규격화 되어 있는 것 : 열간 단조용으로 역사가 오래된 공정합금인 4032가 있다.〈4032합금의 화학조성〉〈4032합금의 물리적, 기계적 성질〉(2) 접합용 합금? 모재보다 저융점인 납재 : 납부(경납부, 브레이징), 땜납부(연납부, 솔더링)로 이용된다.? 브레이징 시트에 의한 접합법을 사용한다.? 융점이 심재보다 50~100℃낮은 납재를 한면 또는 양면에 5~15% 크래딩 시킨 합판을 이용한 것으로 각종 열교환기의 접합에 이용된다.? 브레이징 시트에 사용되는 심재는 3003 합금을 사용하나 특히 강도를 요구하는 경우에는 6951등의 열처리 합금을 이용하는 경우가 있다.

공학/기술| 2011.02.17| 7페이지| 1,500원| 조회(2,030)

si, 상태도, AI, 공정계합금

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고온 및 고지대에서의 운동처방

고온 및 고지대 운동처방- 목 차 -1. 고온에서의 운동처방(1) 고온에서 신체의 온도 조절 --------------------------------(2) 고온 환경에서의 운동 ------------------------------------(3) 고온 환경에서의 운동 상해 --------------------------------(4) 고온 환경에서의 운동 상해 예방 ----------------------------(5) 고온의 운동처방 ----------------------------------------2. 고지대에서의 운동처방(1) 고지대의 환경특성 --------------------------------------(2) 고지대의 신체변화 --------------------------------------(3) 고지대의 운동수행력 ------------------------------------(4) 고지대의 운동 상해 -------------------------------------(5) 고지대의 운동처방 --------------------------------------1. 고온에서의 운동처방(1) 고온에서 신체의 온도 조절- 장시간의 심한 운동으로 인한 극단적인 환경에서는 유기체가 온도를 제대로 조절할 수 없을 수도 있고 병이나 죽음까지도 초래할 수 있다. 체온이 화씨 96°(섭씨 35.4°)로 내려가면, 세포의 효소 특히 뇌세포의 효소가 활기가 없어지고 세포의 신진대사가 늦어져 호흡과 같은 생명작용이 늦어지며, 심지어는 멈추기까지 한다. 체온이 증가되면 세포작용(특히 뇌세포)이 매우 가속화되며 세포활동의 통합이 파괴된다.체온이 109℉(42.8℃)까지 올라가면 단백질 효소가 파괴되고 세포조직이 천천히 가열된다. 결과적으로 온도조절은 인체 생리학에서 매우 중요하며 체온이 105℉(40.6℃)를 초과할 수도 있는 장시간의 운동을 했을 때는 특히 그러하다.◎ 열전도 기전- 신체는 환경에 따라 열에너지를 계속적으로 변화시키고 있다. 열을 얻게 된다. 더구나 주위의 온도가 피부 온도보다 높아질 때 복사, 전도, 대류는 인체의 열획득에 기여하게 되며, 증발만이 인체가 체열을 발산시키기 위한 유일한 방법이 된다.② 발 한(sweating) - 발한은 체온이 상승할 때 적극적으로 증발에 의한 방열량을 증대시키는 작용이다. 심부온도가 일정 수준 이상 상승하게 되면 땀의 분비가 급속히 증가하게 되는데, 이때의 체온을 발한역치라고 한다.분비된 땀은 증발을 통해서 피부온도를 낮추게 되는데, 땀의 기화열은 1㎖당 0.58kcal로서 100㎖의 땀이 증발하면 체중이 70kg인 사람의 체온은 1℃가 낮아지게 된다.체열을 발산시키는 데 있어서 가장 불리한 환경조건은 무더운 동시에 습도가 높은 기후조건이다. 이 경우 유력한 체온발산 방법이라고 할 수 있는 증발이 저해되기 때문이다. 즉, 습기 찬 날에는 피부표면과 대기간의 수증기압 차이가 감소하게 되어 땀의 기화로 인한 열손실은 크게 감소한다. 기온이 높다고 해도 상대 습도가 낮으면 땀이 보다 쉽게 증발되기 때문에 채열 발산을 위한 인체의 생리적 스트레스는 감소된다.2) 고온 환경과 운동수행력- 무덥고 습기 찬 환경하에서 인체수행력, 특히 지구력이 저하된다는 것이 일반적으로 알려지고 있다. 더운 환경하에서 채열발산을 위한 피부혈류에 대해 증가된 요구는 활동근육으로의 혈류와 경쟁적인 관계를 갖게 된다. 즉, 더운 환경에서는 활동을 계속적으로 수행하기 위한 근육으로의 혈류요구량이 증대되는 한편 체온의 발산을 위한 피부혈류량의 필요성도 증대된다. 인체의 총 혈액량은 근육과 피부의 최대용량에 비해 적을 뿐만 아니라 피부에 분포된 정맥 내 혈액의 저류에 의해 심장으로 돌아오는 정맥환류량이 감소하게 된다. 정맥환류량이 감소하면 심실층만압도 감소하며, 이어서 심장의 1회 박출량이 감소한다. 심장의 1회 박출량이 감소되면 심박출량을 유지하기 위한 보상반응으로 심박수가 증가하는 현상이 나타난다. 이러한 심박수의 증가는 동일한 작업부하에 대한 심장의 작업부담이 증가되는 것으로 해석된다.사병은 심한 탈수가 없을 때도 발생할 수 있다. 첫 번째 징후는 무의식에 의해서 급작스럽게 동반되는데, 일관적이지 않은 말, 방향 감각의 상실, 갑작스런 혼란과 공격성의 형태 등 비정상적인 행동을 하게 된다. 직장의 온도는 비정상적인 행동 또는 열 탈진, 저혈당증상과 같은 갑작스런 무의식의 다른 원인을 배제하기 위해 측정되어야 한다. 온도가 41℃(105.8℉)이거나 그 이상이면 열사병으로 추측할 수 있고, 즉시 얼음으로 처치를 시작해야 한다. 다른 증상들은 발한작용이 없고(때로는 발한 작용이 지속된다), 말초혈관의 확장으로 인해서 피부가 붉고 열이 있으며, 맥박이 빠르게 띈다. 이완기 혈압은 낮고, 넓은 맥압을 나타낸다.운동선수의 심장체온을 가능한 한 빨리 떨어뜨리는 것은 필수적이다. 운동선수를 그늘로 데리고 가서, 대부분의 옷을 벗기고, 몸통, 복부, 사지에 차가운 수건을 대어준다. 그런 다음 타올 위에 얼음을 많이 올려놓는다. 공기의 흐름을 원활하게 하기 위해서 팬을 돌리는 것도 효과적이며, 통풍로를 유지하고 보전하기 위해서 주의가 필요하다. 가능한 한 열사병을 해결하기 위해 시설이 충분한 응급실로 수송하여야 하며 가능하면 정맥으로 수액공급을 시작해야 하나, 이것은 체온을 떨어뜨리게 하는 2차적인 방법이다.만약 이 선수가 깨어난다면 24시간 후에 뚜렷하게 나타나는 잠재적인 문제들이 있다. 즉 급성 신장 결손, 급성으로 오는 간에 대한 문제, 혈액 응고에 문제를 일으키는 횡문근변성, 뇌부종, 심근경색 등이다.5) 복합적인 열 상해 증후군- 열탈진과 열사병과 관련된 통증과 징후를 나타낼 수도 있으며, 수분보충이 필요하고 빨리 열을 식혀야 한다.(4) 고온 환경에서의 운동 상해 예방1) 적 응- 몇 가지 생리학적인 변화가 열 적응 과정이 일어나는 동안 발생한다. 적응 과정을 통해 더 빨리 땀이 나기 시작하고, 피부의 혈액 순환이 증가한다. 체온이 낮은 상태에서도 체온을 조절하는 기전이 작용하도록 한다. 그러므로 적응되지 않은 상태에서는 적절하게 땀이 나기 전에 체내 수분 손실을 보충하기 위한 자의적인 수분섭취의 필요성을 알기 위해서 운동 전후 체중 변화를 기록하는 것이 바람직하다. 만성적인 탈수는 수행력을 저하시키고 열질환을 초래하기 쉽다.5) 식 단- 식단은 신선한 샐러드와 다양한 과일을 포함해야 한다. 이것은 많이 손실된 전해질을 보충하는데 도움이 된다. 순응 기간 동안에 음식에 약간의 소금을 가미하는 것이 효과적일 수 있으나, 일단 적응 기간이 끝나면 계속되어서는 안 된다.(5) 고온의 운동처방- 운동처방은 안전한 범위에서 효과적으로 트레이닝 할 수 있도록 목표심박수를 이용하여 실시하는 것이 일반적이다. 열 스트레스는 주로 혈액량이 증가에 동반되는 피부표면의 혈관확장에 의하여 운동과는 독립된 심박수를 증가시킨다고 알려져 있다. 단시간(1시간미만)의 최대하운동에서는 심박수의 증가가 1회 박출량(SV)의 저하를 동반한다. 심박출량(Q)과 동정맥 산소 차(AVD-O₂)는, 정맥혈이 유지되고 심박수가 그 사람의 최대 심박수까지 되지 않는 한 상온 시와 고온 환경 하를 비교하여도 변화는 없다.다음은 야외에서 운동처방을 할 경우에 수정해야 할 사항이지만, 이는 열조절기능이 없는 실내에서 실시하는 운동 부하검사 및 운동처방에 대해서도 적용된다.젊은 남성(21세까지)을 대상으로 한 피험자군에 대하여 30분간 의 중등도의 운동(40%VO₂max)후의 심박수를 조사한 결과, 상온 이상에서는(24℃에 대하여 44℃, 54℃), 외부온도(고온건조)가 1℃ 상승함에 따라 1분당 심박수는 약 1회 증가한다고 한다. 일반적으로, 고령자는 열에 대한 내성이 낮고, 혈류 배분과 조절이 효과적이 아니라고 생각되기 때문에 심혈관계에 대한 스트레스는 더욱 높아진다고 생각된다. 근래에, 고온건조(40℃, 습도 20%), 고온다습(35℃, 습도 75% ) 환경 하에서의 연구결과가 보고되어 있다.피험자는 열에 순응하지 않고, 숏 팬츠와 티셔츠를 착용하고, 700W의 부하로 운동하였다. 이 결과, 상온에서의 운동에 비하여 고온건조 하에서는 심박수가 3일수록 고지환경에 따른 영향을 크게 받으며 고도가 높아질수록 경기력은 감소하게 된다. 지구성 종목의 경기력 저하는 최대 산소섭취량의 감소와 거의 비례한다.3) 고지대와 생리적 반응- 고지환경에서는 산소분압의 저하로 인해 평지와 동일한 양의 산소를 섭취하기 위해서는 더 많은 공기를 들이마셔야 한다. 즉 평지와 동일한 작업강도에서 운동을 수행할 때 환기량은 평지보다 증가하게 된다.고지환경하에서는 최대산소섭취량이 감소하게 되는데, 이것은 특정한 운동부하로 운동할 때 평지보다 더 높은 상대운동강도(%VO₂max)로 운동하게 됨을 말한다. 따라서 고지환경에서는 평지에서와 같은 일을 하더라도 더욱 힘들게 느껴질 것이다. 고지환경에서 나타나는 생리적 반응은 다음과 같다.① 최대산소섭취량 - 일반적으로 해발 1,200~1,500m 이상의 고도에서 최대 산소섭취량의 감소현상이 나타난다. Bushirk 등은 최대 산소섭취량이 1,500m 이상에서는 300m 당 약3.2% 정도가 감소된다고 하였다. 따라서 해발 4,300m의 고도에서 최대 산소섭취량은 27~30% 정도 감소하게 된다. 고지환경에서 최대 산소섭취량이 감소하는 것은 동맥혈의 산소분압 감소로 인한 말초 조직에서의 산소확산 농도차의 감소, 헤모글로빈의 산소포화도 감소가 주요인이 된다.② 심장혈관계의 반응 - 고지환경에서는 최대하운동시 심장의 1회 박출량은 평지와 차이가 나타나지 않는다고 보고되고 있으나 확실하게 밝혀진 것은 아니다. 심박수는 동일한 운동부하에 대해 평지보다 증가한다. 고지에서의 심박수 증가는 혈중 산소분압의 감소를 보상하기 위한 반응으로 생각되고 있다. 최대 운동시에는 심장의 1회 박출량에는 변화가 나타나지 않지만, 최대 심박수는 감소되는 양상을 보인다. 이에 따라 최대 심박출량 역시 감소한다고 알려지고 있다. 혈중 산소분압의 감소와 함께 최대 심박출량의 감소는 최대 산소섭취량 저하의 원인이 된다. 하지만, 고지환경에서의 심박출량과 1회 박출량의 변화는 연구자간에 많은 이견이 존재하며, 그것은 운동을 수다.

생활/환경| 2011.02.17| 18페이지| 2,000원| 조회(219)

운동처방, 고온, 고지대

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