[자연과학]기초실험 - 재료의 확산실험

1)실험제목

재료의 확산실험

2)실험목적

상호확산을 이해하기 위해서 Cu 내에서의 Zn, Sn 확산에서의 확산계수를 어림 결정한다.

3)실험장비

(1) 외경 25mm, 내경 약 10mm 높이 20mm를 갖는 구리환과 직경이 약 10mm이고 높 이가 25mm인 60Cu-40Zn, 60Cu-40Sn 봉의 시료

(2) 프레스, 톱

(3) 온도 조정장치가 붙은 전기 가열로(900°C 까지 사용가능)

(4) 연마시설 및 금속현미경 (마이크로미터 부착된)

4)실험재료

(1)구리환봉

(2)아연봉

5)관련이론

가스나 액체에서와 같이 결정 내에서도 또한 개개의 원자들은 통계적인 병진운동을 한다(확산). 이를 통하여 가능한 두 물질 간에 상호간의 원자침투는 다만 각 성분들이 상호 고용할 때(고용체)만 생각할 수 있다. 한 농도 차이가 있는 계에서 확산의 추진력은로서는 자유 엔탈피의 구배가 된다.
즉, 단상합금으로 이루어진 한 점에서 그 길이방향을 따라서 농도의 차이를 보여 준다고 한다면, 이 시료를 고상선 바로 아래의 온도에서 가열한다면 원자들이 이동 현상이 나타날 것이며 …(생략)

그림 1 농도차이를 갖고 있는 합금 봉

그림 2 접촉면을 가로질러 확산이 일어날 때 여러 다른 확산시간 후에 농도분포