딜라토미터 실험

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딜라토미터 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

매우 적은 것을 알 수 있다. 또한 -페라이트의 탄소고용도는 온도가 내려감에 따라서 감소하여 0 에서 약 0.008%정도이다. 탄소원자는 철원자에 비해서 비교적 원자크기가 작으므로 철의 결정격자내의 침입형 자리에 위치한다. 침입형 자리는 4면체 틈자리와 8면체 틈자리의 두 종류가 있는데, BCC인 페라이트에서는 4면체 틈자리인 (0 1/2 1/4)의 크기가 크고, 그 침입형 자리에 들어갈 수 있는 구의 최대반경은0.35이다. 따라서 0.77의 반경크기를 갖는 탄소원자가 이 침입형 자리에 들어가게 되면 탄소원자의 크기가 침입형자리보다상대적으로 매우 크기 때문에 격자변형을 일으키게 된다. 이것이 페라이트내의 탄소고용도를 적게 하는 중요한 이유다. 한편 이와 같이 오스테나이트와 페라이트의 탄소고용도가 차이나기 때문에 대부분의 강을 경화 열처리하는데 있어서의 중요한 근거가 되는 것이다
Ⅱ. -페라이트( -Ferrit): 철의 탄소고용체를 -페라이트라고 하며, 페라이트와 마찬가지로 BCC 결정구조를 가지지만 격자상수가 다르다. 페라이트내의 최대 탄소고용도는 1495 에서 0.09%이다.
(4) Dilatometer
Dilatometry 하중이 영에 가까운 상태에서 측정되는 물질이 프로그램에 의해 조절되는 온도상수에 따른 표면적의 변화를 측정하는 기술로써 어떤 물질의 온도가 증가하면 그 물질은 보통 팽창한다.
온도 T, 길이 L인 한 긴 막대를 생각해 보자. 온도가 T만큼 변했을 때 길이의 변화 L은 T에 비례한다. 그리고 원래의 길이 L에 대해서는 다음과 같다.
TRIANGLE L= alpha LT TRIANGLE
여기서
alpha
는 선팽창계수(coefficient of liner expansion)라 부른다. 그것은 온도변화에 대한 길이 변화율과의 비로 나타낸다.
alpha = { TRIANGLE L/L } over { TRIANGLE T }
온도간격 T에 대한
alpha
의 평균값을 나타내 주고 있다.
그 단위는 섭씨온도의 역(1/ )이나 켈빈온도의 역(1/K)으로 나타낸다. 고체나 액체에서의 선팽창계수는 보통 압력에 따라서는 그다지 변하지 않지만 온도에 따라서는 변할 수도 있다. 특수한 온도 T에서의 선팽창계수는 T를 0으로 접근시켜 극한을 취할 때 얻어진다.
alpha = lim from { TRIANGLE T ->0 } { TRIANGLE L/L} over { TRIANGLE T }= { 1} over {L } { dL} over {dT }
대부분의 경우, 광역온도 영역에 걸친
alpha
의 평균값을 사용하여 높은 정확도가 얻어진다.
체적팽창계수(coefficient of volume expansion) 는 마찬가지로 온도 변화에 따른 체적의 미소변화와의 비로 정의한다.(일정한 압력하에)
alpha = lim from { TRIANGLE T ->0 } { TRIANGLE V/V} over { TRIANGLE T }= { 1} over {V } { dV} over {dT }
와 마찬가지로 는 고체나 액체에 대해서 일반적으로 압력에 따라서는 변하지 않으나 온도와 더불어 잘 변화한다.
크기가
{ L}_{1 }
,
{ L}_{2 }
,
{ L}_{3 }
인 한 상자를 생각하자. 온도 T에서 그 상자의 체적은
V= { L}_{1 } { L}_{2 { L}_{3 } }
온도에 관한 체적의 변화율은
{ dV} over {dT }= { L}_{1 } { L}_{2 } { {dL }_{3 } } over {dT }+ { L}_{1 } { L}_{3} { {dL }_{2 } } over {dT }+{ L}_{2 } { L}_{3 } { {dL }_{1 } } over {dT }
식의 양변을 체적으로 나누면, 다음을 얻는다.
beta = { 1} over { V} { dV} over {dT } = { 1} over { { L}_{3 } } {{ d L}_{3 } } over {dT }+ { 1} over { { L}_{2 } } {{ d L}_{2} } over {dT }+ { 1} over { { L}_{1 } } { {d L}_{1 } } over {dT }
위 식에서 오른편의 각 항은 와 같기 때문에
beta =3 alpha
어느 주어진 물질에 대해서 체적팽창계수는 그 선팽창계수의 세배가 된다는 것을 알 수 있다. 주어진 온도 변화에 대하여 한 물체의 어느 부분에 대한 크기의 증가는 그 물체의 그 부분의 원래의 크기에 비례한다.

키워드

딜라토미터,   Dilatometer,   열팽창계수