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재료 열역학

용해도 갭을 가지는 고용체를 고온의 1상 상태에서 급랭하여, 갭 안쪽의 온도에서 유지했다. 스피노달 분해에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A자유 에너지 곡선이 아래로 볼록(d²G/dx² > 0)한 조성에서 일어나며, 임계 핵을 만드는 에너지 장벽을 넘어야 한다
  2. Bd²G/dx² < 0인 조성에서 일어나며, 핵생성 장벽이 없고 조성의 요동이 상향 확산으로 성장한다
  3. C확산을 수반하지 않는 전단형 변태로, 모상과 같은 조성 그대로 결정 구조만 바뀐다
정답과 해설 보기

정답: B. d²G/dx² < 0인 조성에서 일어나며, 핵생성 장벽이 없고 조성의 요동이 상향 확산으로 성장한다

용해도 갭 안쪽이라도 자유 에너지 곡선이 위로 볼록(d²G/dx² < 0)해지는 스피노달선 안쪽에서는, 조성의 작은 요동만으로도 자유 에너지가 낮아지므로 요동이 그대로 증폭됩니다. 핵생성 장벽이 없으며, 원자는 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 농도 기울기를 거슬러 확산합니다(상향 확산). 그 결과 조성이 어떤 파장으로 주기적으로 변하는 미세한 조직이 전체에 균일하게 생깁니다. d²G/dx² > 0인 조성(스피노달선과 용해도선 사이)에서는 작은 요동이 자유 에너지를 높이므로, 임계 핵을 만드는 핵생성과 성장의 기구로 분리합니다. 확산을 수반하지 않는 전단형 변태는 마르텐사이트 변태입니다. Fe-Cr계 페라이트의 475℃ 취화는 스피노달 분해의 예입니다.

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