실리카(SiO2)의 상전이

● 실험 목적 실리카(Silica)는 지각 성분의 52.12%를 차지하고 세라믹스 원료와 제품의 대부분은 규산염(Slicate)으로 구성되어있으며 무기재료의 주성분이 되는 원료이다. 이러한 실리카(SiO2)의 온도에 따라 동질 다상이상을 나타낸다. 실험을 통하여 가열조건(시간, 온도, 속도)따른 실리카(SiO2)의 상변태 현상을 알아 본다 ● 이론 배경 실리카(SiO2)는 Si-O 결합에서 공유 결합성(49%)와 이온 결합성(51%)으로 사면체 구조를 기본으로 형성되어 있다. 4개의 O (산소)음이온은 사면체의 꼭지점에 위치하고 1개의 Si 양이온 사면체 중심에 위치 한다. 사면체의 4개의 꼭지점 몇 개가 다른 사면체의 꼭지점과 공유하느냐에 따라, 각기 다른 실리카 구조를 형성된다. ex) 사면체의 4꼭지점 모두가 다른 사면체의 꼭지점과 공유될 때 망목형의 3차원적인 결정이 형성되면 Cristobalite를 들수 있다. 구조적으로 실리카는 Quartz, Tridymite, Cristobalite의 세가지 형상이 있다 β형간의 상변태 : 고에너지, 느림 원자간 결합이 끊어져서 새로운 구조를 형성하기 위하여 재결합하여야 하는 과정을 껶어야 하므로 많은 에너지가 요구되며 상당히 느리게 진행된다. α / β 형간의 상변태 : 저에너지, 빠름(가역적) 원자간 연결 상태에는 변화 없고 단만, 사면체의 변위 또는 회전에 의하여 Si-O-Si의 결합각만 변화하므로 전이는 매우 빠르고 가역적이며 급격한 부피변화를 보인다.