터프 피치동(산소를 0.02~0.05% 정도 함유하고, 그 대부분이 Cu₂O로 분산된 구리)을 수소를 포함한 환원성 분위기에서 가열하거나 가스 용접이나 경납땜을 하면 취약해지는 경우가 있다. 그 원인과 대책으로 옳은 것은 무엇인가?

정답: A. 침입한 수소가 Cu₂O와 반응하여 수증기가 되고 결정립계에 압력이 높은 공동이나 균열을 만들므로, 무산소동이나 인 탈산동을 사용한다

구리 속으로 확산한 수소는 결정립계 등에 있는 Cu₂O와 반응하여 Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O가 되며, 수증기 분자는 구리 속을 확산할 수 없으므로 결정립계에 압력이 높은 공동을 만들어 균열을 일으킵니다. 이를 구리의 수소 취화(수소병)라고 합니다. 대책으로는 산소를 거의 함유하지 않은 무산소동이나, 인으로 탈산한 인 탈산동을 사용합니다. 인 탈산동은 남은 인 때문에 전기 전도도가 내려가므로, 높은 전기 전도도가 필요한 용도에는 무산소동이 사용됩니다. 구리는 안정한 수소화물을 만들지 않으므로 수소화물을 원인으로 하는 선택지는 틀렸습니다. 또한 이 취화는 Cu₂O가 녹아서 일어나는 것이 아니며, 산소를 늘리면 수증기를 만드는 원인이 오히려 늘어납니다.