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산화의 포물선 법칙의 뜻

산화 피막 두께의 제곱이 시간에 비례해 증가하는 관계 x² = k_p t. 치밀한 피막 속 이온의 확산이 성장 속도를 결정할 때 성립한다.

일본어 명칭: 酸化の放物線則

‘산화의 포물선 법칙’ 관련 연습 문제는 1개 분야에 1문제가 있습니다(고온 재료와 크리프 등).

이 용어의 분야: 고온 재료와 크리프

산화의 포물선 법칙 연습 문제에 도전

어떤 합금을 고온의 공기 중에서 산화시켰더니, 치밀한 산화 피막 속의 확산이 속도를 결정하는 산화의 포물선 법칙 x² = k_p t를 따랐으며, 100 h에서 피막의 두께가 2.0 µm가 되었다. 같은 온도에서 900 h 산화시켰을 때의 피막 두께에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 18 µm
  2. B약 6.0 µm
  3. C약 4.2 µm
정답과 해설 보기

정답: B. 약 6.0 µm

포물선 법칙에서는 두께가 시간의 제곱근에 비례하므로 x = 2.0 × √(900/100) = 2.0 × 3 = 6.0 µm입니다. 피막이 두꺼워질수록 이온이나 전자가 피막을 통과하는 거리가 길어져 성장이 느려지므로 이런 형태가 됩니다(바그너 이론). 약 18 µm는 두께가 시간에 비례하는 직선 법칙으로 계산한 값으로, 직선 법칙은 피막이 다공질이거나 갈라져서 보호적이지 않을 때나, 계면에서의 반응이 속도를 결정할 때 보입니다. 약 4.2 µm는 두께가 시간의 세제곱근에 비례하는 세제곱 법칙으로 계산한 값입니다. 포물선 속도 상수 k_p가 작은 피막일수록 보호성이 높으며, 합금을 선택할 때의 기준이 됩니다.

해설 속의 ‘산화의 포물선 법칙’

‘산화의 포물선 법칙’ 관련 문제(1문제)

  1. 어떤 합금을 고온의 공기 중에서 산화시켰더니, 치밀한 산화 피막 속의 확산이 속도를 결정하는 산화의 포물선 법칙 x² = k_p t를 따랐으며, 100 h에서 피막의 두께가 2.0 µm가 되었다. 같은 온도에서 900 h 산화시켰을 때의 피막 두께에 가장 가까운 것은 무엇인가?

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