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결정 결함과 확산

칼날 전위에서 버거스 벡터와 전위선의 관계로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A서로 수직이다
  2. B서로 평행하다
  3. C항상 45°를 이룬다
정답과 해설 보기

정답: A. 서로 수직이다

칼날 전위는 여분의 반원자면이 결정에 끼워진 형태의 전위로, 버거스 벡터 b는 전위선에 수직입니다. 칼날 전위는 b 방향으로 슬립하며, 슬립면은 b와 전위선을 모두 포함하는 하나의 면으로 정해집니다. b와 전위선이 평행한 것은 나선 전위로, 나선 전위는 슬립면이 하나로 정해지지 않기 때문에 다른 슬립면으로 옮겨 가는 교차 슬립을 할 수 있습니다. 일반적인 전위는 그 중간인 혼합 전위로, 전위선을 따라 칼날 성분과 나선 성분의 비율이 연속적으로 변하며, 특정한 45°로 정해지는 것은 아닙니다.

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확산 계수·확산 거리 계산 도구아레니우스 식으로 확산 계수를 구하고, 확산 거리와 침탄 농도를 계산결정 구조 뷰어(단위정·틈·밀러 지수)SC·BCC·FCC·HCP·다이아몬드 구조의 단위정을 돌려 보며, 틈의 위치와 크기, 밀러 지수의 면과 방향, 슬립계도 그립니다

결정 결함과 확산의 다른 문제

  1. 어떤 금속의 공공 형성 에너지를 0.90 eV라고 하자. 1000 K에서의 평형 공공 농도(격자점당 공공의 비율)를 n/N = exp(−Q/kT)로 구하면 얼마에 가장 가까운가? 볼츠만 상수는 k = 8.617×10⁻⁵ eV/K로 한다.
  2. 두께 5.0 mm인 강판의 양면에서 탄소 농도가 각각 1.2 kg/m³와 0.8 kg/m³로 유지되며 정상 상태로 확산하고 있다. 확산 계수를 3.0×10⁻¹¹ m²/s라고 하면 탄소의 확산 플럭스에 가장 가까운 것은 무엇인가? 농도는 판 두께 방향으로 직선적으로 변한다고 한다.
  3. γ철 속 탄소의 확산 계수는 D₀ = 2.3×10⁻⁵ m²/s, 활성화 에너지 Q = 148 kJ/mol인 아레니우스형 D = D₀exp(−Q/RT)를 따른다. 927℃에서의 확산 계수에 가장 가까운 것은 무엇인가? 기체 상수는 R = 8.314 J/(mol·K)로 한다.
  4. 어떤 원소의 확산 계수가 800 K에서 1.0×10⁻¹⁴ m²/s, 1000 K에서 4.0×10⁻¹³ m²/s였다. 아레니우스형 D = D₀exp(−Q/RT)를 따른다고 하면 활성화 에너지 Q에 가장 가까운 것은 무엇인가? R = 8.314 J/(mol·K)로 한다.
  5. 탄소 농도 0.20 wt%인 강을 표면의 탄소 농도를 1.00 wt%로 유지하며 침탄한다. 깊이 0.50 mm에서 탄소 농도가 0.60 wt%가 될 때까지의 시간에 가장 가까운 것은 무엇인가? 확산 계수는 1.6×10⁻¹¹ m²/s, (C − C₀)/(Cₛ − C₀) = 1 − erf(x/2√(Dt)), erf(0.371) = 0.40, erf(0.477) = 0.50으로 한다.