유리와 비정질 재료
턴불의 기준에서는 환산 유리 전이 온도 Trg = Tg/Tl(Tg는 유리 전이 온도, Tl은 액상선 온도, 둘 다 절대 온도)이 클수록 융액을 냉각했을 때 유리가 되기 쉽다. 다음 합금 중 이 기준으로 가장 유리가 되기 쉬운 것은 무엇인가?
- ATg = 625 K, Tl = 940 K인 합금
- BTg = 420 K, Tl = 820 K인 합금
- CTg = 700 K, Tl = 1300 K인 합금
정답과 해설 보기
정답: A. Tg = 625 K, Tl = 940 K인 합금
Trg를 계산하면 Tg = 625 K, Tl = 940 K인 합금은 625/940 ≈ 0.665, Tg = 700 K, Tl = 1300 K인 합금은 약 0.538, Tg = 420 K, Tl = 820 K인 합금은 약 0.512입니다. Tl에서 Tg까지의 온도 폭이 좁을수록 결정이 핵생성하여 성장할 수 있는 과냉각 액체의 온도 영역을 짧은 시간에 통과할 수 있고, 게다가 그 사이 액체의 점도가 높으므로 유리가 되기 쉬워집니다. 턴불은 Trg가 약 2/3 이상이 되면 결정화가 강하게 억제된다고 추정했습니다. Tg가 가장 높은 합금이나 Tl이 가장 낮은 합금이 선택되는 것이 아니라, 둘의 비가 중요합니다. 이것은 경험적인 기준이며 예외도 있습니다.