소개
내화 금속은 녹는점이 높고, 열 안정성이 높으며, 부식에 대한 저항력이 뛰어난 희귀 금속 그룹입니다. 이러한 특성으로 인해 내화 금속은 항공우주, 핵, 방위산업을 포함한 광범위한 산업에서 사용됩니다. 금속의 주요 특성 중 하나는 기계적 응력을 견딜 수 있는 능력이지만 내화 금속의 취성에 관해 종종 의문이 제기됩니다. 이 기사에서는 취성을 결정하고 실제로 취성인지 여부를 평가하는 내화 금속의 특성을 살펴보겠습니다.
내화 금속이란 무엇입니까?
내화금속은 녹는점이 1850도 이상, 내열성, 내마모성, 내식성이 뛰어난 금속군을 말합니다. 내화성 금속에는 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 레늄(Re) 및 오스뮴(Os)이 포함됩니다. 높은 융점과 기타 바람직한 특성으로 인해 내화 금속은 항공우주, 국방, 원자력을 포함한 광범위한 산업에서 사용됩니다. 내화 금속 사용과 관련된 주요 질문 중 하나는 부서지기 쉬운지 여부입니다.
취성이란 무엇입니까?
취성(brittleness)은 응력이나 변형으로 인해 재료가 균열 또는 파손되는 경향을 나타내는 특성입니다. 부서지기 쉬운 재료는 응력에 노출되면 경고 없이 갑자기 파손되는 반면, 연성이 있는 재료는 파손되기 전에 변형됩니다. 결정 구조, 미세 구조의 일관성, 균열이나 함유물과 같은 결함의 존재 등 재료의 취성에 기여할 수 있는 여러 요소가 있습니다.
내화 금속의 취성에 영향을 미치는 요인
결정 구조:
내화성 금속은 일반적으로 체심 입방체(bcc) 결정 구조를 가지며, 이는 본질적으로 면심 입방체(fcc) 또는 육각형 조밀 충전(hcp)과 같은 다른 결정 구조보다 연성이 낮습니다. bcc 결정 구조는 응력을 받을 때 취성 파괴를 촉진할 수 있는 구조 내에 슬립 평면을 생성합니다.
미세구조:
재료의 미세 구조도 취성에 영향을 줄 수 있습니다. 내화 금속은 종종 분말 야금 기술로 생산되는데, 이는 재료의 미세 구조에 불일치를 일으킬 수 있습니다. 이러한 불일치로 인해 취성 파괴를 촉진할 수 있는 균열이나 함유물과 같은 결함이 발생할 수 있습니다.
불순물:
금속 내의 불순물도 금속의 취성에 영향을 줄 수 있습니다. 내화성 금속은 재료 내에 불순물이 유입될 수 있는 고온 기술을 통해 생산되는 경우가 많습니다. 불순물이 있으면 취성 파괴를 촉진하는 결함이 발생할 수 있습니다.
내화 금속 사례 연구
탄탈:
탄탈륨은 열과 마모에 대한 탁월한 저항성으로 인해 고온 응용 분야에서 내화 금속으로 자주 사용됩니다. 탄탈륨은 부식에 대한 저항성으로도 잘 알려져 있습니다. 탄탈륨은 부서지기 쉬운 금속으로 간주되지 않으며 특정 조건에서 우수한 연성을 갖는 것으로 나타났습니다.
텅스텐:
텅스텐은 고온 응용 분야에 자주 사용되는 또 다른 내화 금속입니다. 텅스텐은 융점이 높고 열 안정성이 뛰어납니다. 텅스텐은 bcc 결정 구조로 인해 부서지기 쉬운 금속으로 간주됩니다.
몰리브덴:
몰리브덴은 융점이 높고 열 안정성이 뛰어나 내화 금속으로 자주 사용됩니다. 몰리브덴은 부서지기 쉬운 금속으로 간주되지 않으며 특정 조건에서 우수한 연성을 갖는 것으로 나타났습니다.
니오브:
니오븀은 고온 저항성과 우수한 내식성으로 인해 내화 금속으로 자주 사용됩니다. 니오븀은 부서지기 쉬운 금속으로 알려져 있지 않으며 특정 조건에서 우수한 연성을 갖는 것으로 나타났습니다.
레늄:
레늄은 고온 저항성과 우수한 연성을 지닌 희귀한 내화성 금속입니다. 레늄은 부서지기 쉬운 금속으로 간주되지 않으며 고온에서도 좋은 연성을 갖는 것으로 나타났습니다.
오스뮴:
오스뮴은 알려진 원소 중 녹는점이 가장 높은 희귀한 내화성 금속입니다. 오스뮴은 bcc 결정 구조로 인해 상대적으로 부서지기 쉬운 금속인 것으로 나타났습니다.
결론
내화 금속은 녹는점이 높고, 열 안정성이 높으며, 부식에 대한 저항력이 뛰어난 희귀 금속 그룹입니다. 내화성 금속은 바람직한 특성으로 인해 항공우주, 방위산업, 원자력을 포함한 광범위한 산업에서 사용됩니다. 내화 금속이 부서지기 쉬운지에 대한 질문은 복잡하며 결정 구조, 미세 구조 및 불순물을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 일부 내화 금속은 부서지기 쉬운 것으로 간주되지만 다른 금속은 특정 조건에서 우수한 연성을 갖습니다. 일반적으로 내화 금속은 본질적으로 부서지기 쉽지는 않지만 응력이 높은 용도에 사용될 때는 그 특성을 신중하게 고려해야 합니다.