금속과 합금에 대해 알아야 할 모든 것

설명

금속과 합금은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 건설, 운송, 전자, 의학 등 다양한 분야에 사용됩니다. 강도, 전도성, 내구성으로 인해 현대 생활에서 중요한 역할을 합니다. 이 문서에서는 금속과 합금의 특징과 용도에 대해 설명합니다.

--금속이란 무엇인가요?

금속은 높은 전기 및 열 전도성, 가단성, 연성, 반짝이는 외관을 가지고 있습니다. 금속은 자연에서 광석으로 발견됩니다. 채굴 및 정제 과정을 통해 얻을 수 있습니다.

금속은 크게 철 금속 (강철과 같은 철)과 비철 금속 (구리, 알루미늄, 티타늄 등)으로 분류됩니다.

--합금이란?

합금은 두 가지 이상의 금속이 혼합된 것입니다. 또한 금속 원소와 비금속 원소의 조합일 수도 있습니다. 이러한 원소들은 강도, 내구성, 내식성 또는 기타 특성을 개선하기 위해 혼합됩니다. 합금은 기본 금속을 녹여 다른 원소와 혼합하여 만들어집니다.

금속과 합금의 특성 -- 금속과 합금의 특성

1. 물리적 - 고밀도, 녹는점, 전도성(열 및 전기).
2. 기계적 - 강도, 경도, 연성, 가단성, 인성.
3. 화학적 - 내식성, 반응성, 산화 저항성.
4. 자기 - 일부 금속은 강자성(Fe, Ni, Co)이고 다른 금속은 비자성입니다.
5. 가공성 - 성형성, 용접성, 기계 가공성은 금속과 합금에 따라 다릅니다.

-금속 및 합금의 응용 분야

금속과 합금은 다양한 곳에서 사용됩니다. 건설 분야에서 강철과 알루미늄은 건물, 교량, 도로를 건설하는 데 도움이 됩니다. 자동차에서는 알루미늄 합금을 사용하여 엔진 부품, 바퀴, 차체 패널을 더 가볍게 만듭니다. 의학에서는 티타늄 합금이 인체에 강하고 안전하기 때문에 뼈 임플란트 및 수술 도구에 사용됩니다.

금속 및 합금의 종류

--귀금속

귀금속은 아름다움, 내구성, 희귀성으로 잘 알려져 있습니다. 이러한 금속에는 금, 은, 백금이 포함되며, 역사적으로 동전, 장신구 및 가치 저장 수단으로 사용되어 왔습니다. 또한 내식성과 전도성을 지니고 있습니다. 따라서 산업적으로도 많이 사용됩니다.

금은 가장 유명한 귀금속 중 하나입니다. 금은 전자제품, 치과 및 투자 상품으로 사용됩니다.

은은 보석과 동전에 자주 사용되지만 특히 전기 부품, 태양광 패널, 의료 분야에서 가치가 높습니다.

플래티넘은 더 희귀하고 더 비쌉니다. 하지만 자동차 촉매 변환기, 화학 처리 및 실험실 장비에 사용됩니다.

--내화성 금속

내화 금속은 높은 녹는점, 경도, 열과 마모에 대한 저항성으로 잘 알려져 있습니다. 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈륨, 니오븀 등이 있습니다. 이러한 금속은 항공우주, 원자로, 고성능 엔진과 같은 극한의 온도와 혹독한 환경을 견딜 수 있습니다.

텅스텐은 녹는점이 3,400°C가 넘기 때문에 전구 필라멘트와 항공우주 분야에 사용하기에 이상적입니다.

몰리브덴은 일반적으로 강철 합금에 사용됩니다.

탄탈륨은 내식성이 뛰어나 전자제품과 의료용 임플란트에 사용됩니다.

니오브는 초전도 재료에 자주 사용됩니다.

--초합금

초합금은 매우 뜨거운 온도와 고압, 가혹한 화학적 환경과 같은 열악한 조건에서 작동합니다. 이러한 합금은 니켈, 코발트 또는 철과 같은 주 금속을 가지고 있습니다. 이들은 종종 크롬, 알루미늄, 티타늄과 같은 다른 원소와 혼합하여 품질을 향상시킵니다.

니켈 기반 초합금은 항공우주 산업에서 특히 중요합니다. 이 합금은 터빈 블레이드, 엔진 부품 및 제트 엔진에 사용됩니다.

코발트 기반 초합금은 가스 터빈과 화학 플랜트에서 자주 사용됩니다.

철 기반 초합금은 발전 장비에서 찾을 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 합금이 순수 금속보다 강한 이유는 무엇인가요?
원자의 혼합으로 인해 금속의 층이 서로 미끄러지기 어렵기 때문에 구부러지거나 부러지는 원인이 됩니다.

2. 합금은 녹이 슬 수 있나요?
일반 탄소강처럼 녹이 슬 수 있는 것도 있습니다. 하지만 스테인리스 스틸이나 청동처럼 녹과 부식을 방지하도록 만들어진 합금도 많습니다.

3. 모든 금속은 자성을 띠나요?
아니요. 철, 니켈, 코발트 등 일부 금속만이 자연적으로 자성을 띠고 있습니다. 알루미늄이나 구리와 같은 대부분의 다른 금속은 자성을 띠지 않습니다.