재료의 열적 성질

실온 부근의 선팽창 계수를 큰 순서대로 나열한 것으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A텅스텐 > 알루미늄 > 폴리에틸렌
  2. B알루미늄 > 폴리에틸렌 > 텅스텐
  3. C폴리에틸렌 > 알루미늄 > 텅스텐
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정답: C. 폴리에틸렌 > 알루미늄 > 텅스텐

실온 부근의 선팽창 계수는 폴리에틸렌이 약 100~200×10⁻⁶ K⁻¹, 알루미늄이 약 23×10⁻⁶ K⁻¹, 텅스텐이 약 4.5×10⁻⁶ K⁻¹입니다. 원자 간 결합이 강하고 퍼텐셜 우물이 깊은 재료일수록, 같은 온도에서 진동에 의한 원자 간 거리의 증가가 작고, 융점이 높으며, 선팽창 계수가 작아지는 경향이 있습니다. 융점이 3400℃를 넘는 텅스텐이 가장 작고, 분자 사슬 사이가 약한 반데르발스 힘으로 묶인 고분자가 가장 커집니다. 그래서 금속과 고분자나 세라믹스를 조합한 부품에서는 온도가 바뀌면 팽창의 차이에 의한 열응력이나 휨이 생깁니다.

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