금속의 특성과 결정구조(2)

2. 금속의 결정구조

 - 결정질 재료(crystalline) : 규칙적 배열이 존재하는 재료

 - 비결정질 재료(non-crystalline) : 원자 규칙성이 존재하지 않는 재료.

 

 

(a) 결정질의 산화실리콘 (b) 비결정질의 산화 실리콘 

 

 

 

 

 

 

다결정체의 예

 

 

 

용어정리 금속의 결정(crystal) : 물질을 구성하고 있는 원자가 입체적으로 규칙적인 배열을 이루는 것 다결정체(polycrystalline) : 무수히 많은 결정들이 모여서 이룬 집합체 결정입자(crystal grain) : 결정체를 이루고 있는 작은 각각의 결정체, 주로 grain이라고 함. 결정입계(crystal grain boundary) : 결정 입자의 경계 공간격자(space lattice) : 금속 결정 입자가 규칙적으로 배열되어 이루는 격자 단위격자(unit cell) : 공간 격자의 최소단위(주로 단위정이라고 함) 격자상수(lattice constant) : 단위 격자의 모서리 길이(a,b,c로 표시) 축각(axial angle) : 축 사이의 각(α, β, γ로 표시)

 

 

단위정의 원자 구(sphere) 모델

 

 ■ 금속 결정구조의 특징

 - 최 인접 원자의 개수가 많고 높은 원자 조밀도(atomic packing)을 갖음.

 - 각 원자구는 금속 이온을 나타냄

 - 결합의 방향성이 없음

 - 금속 결정은 일반적으로 면심입방(face-centered cubic)구조, 체심입방(body-centered cubic)구조, 육방 조밀(hexagonal close-packed)구조를 갖음

 

 ■ 결정 구조가 갖는 중요한 성질

 - 배위수(coordination number) : 각 원자에 최인접, 접촉하는 원자수

 - 원자 충진율(atomic packing factor-APF) : 단위정 내에서 원자구가 차지하는 부피분율

용어정리 Crystal(결정) : Basis(원자나 group of atoms 또는 분자)가 lattice point에 입체적으로 질서 있게 배열한 것 Lattice point(격자점) : Crystal내 basis의 중심 위치를 점으로 표시한 것. Space lattice(공간격자) : Lattice point의 3차원적 집합. Unit cell(단위세포) : - Space lattice를 구성하는 가장 해석이 용한 최소 repeating unit                           - unit cell은 세 crystallographic axes로 정의되며, 이 세 vector들의 길이(a, b, c)와 이들이 서로 이루는 각(α, β, γ)를 unit cell의 lattice parameter(격자계수)라 함. Primitive cell(원시세포) : - Space lattice를 구성하는 최소 repeating unit                                   - 반드시 1개의 lattice point만을 포함.

 ■ Lattice point를 공간에 배열하는 방법은 각 lattice point가 모두 같은 주변 환경을 갖는 경우 전부 14가지 뿐이며 이들을 14 Bravais Lattice라 함. 그러나 실제 결정은 종류가 많음. 그 이유는 각 lattice point에 위치하는 basis들이 다양하기 때문

 ■ Lattice + basis = Crystal Structure

 ■ 또한 이 Bravais lattice들은 lattice parameter의 특성에 따라 group 되어지며, 이를 7 crystal systems로 분류함.

 

Bravais 14격자

Structure System과 Bravais 14격자

 

다음글 : 금속의 특성과 결정구조(3) :: 기계금속 도서관 (tistory.com)