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상태도와 지렛대 법칙

Cu-Ni계 합금을 액상과 고상이 공존하는 온도 영역에서 평형을 유지하면서 냉각할 때, 액상과 고상의 조성은 어떻게 변하는가?

  1. A둘 다 Ni이 많은 쪽으로 이동한다
  2. B둘 다 Ni이 적은 쪽(Cu 쪽)으로 이동한다
  3. C고상은 Ni이 많은 쪽으로, 액상은 Cu 쪽으로 이동한다
정답과 해설 보기

정답: B. 둘 다 Ni이 적은 쪽(Cu 쪽)으로 이동한다

2상 영역에서 각 상의 조성은 그 온도에서 연결선의 양 끝, 즉 액상은 액상선 위, 고상은 고상선 위의 조성이 됩니다. Cu-Ni계에서는 융점이 높은 Ni(약 1455℃) 쪽일수록 액상선과 고상선이 높으므로, 온도를 낮추면 연결선의 양 끝은 둘 다 융점이 낮은 Cu(약 1085℃) 쪽으로 이동합니다. 그래서 냉각과 함께 고상도 액상도 Ni이 줄어들고, 고상의 양은 늘어 갑니다. 고상이 Ni 쪽으로 이동한다는 생각은 처음에 정출하는 고상이 Ni이 풍부하다는 데서 오는 착각입니다. 합금 전체의 조성은 변하지 않으므로, 지렛대 법칙으로 고상의 분율이 늘어나는 것과도 맞습니다.

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