[실험 보고서] 조직검사 시편제작 및 관찰

소개글

[실험 보고서] 조직검사 시편제작 및 관찰에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서론 ………………………………1
　1.1. 미세조직의 관찰……………………… 1
　　1.1.1. 연구배경 및 목적…………………… 1　
　1.2. 관련이론………………………………… 1
　　1.2.1. Fe-Fe3C 상태도(Phase Diagram) ………………2
　　1.2.2. 시편의 채취…………………………3
　　1.2.3. 시편의 절단…………………………4
　　1.2.4. 마운팅……………………………5
　　1.2.5. 시편가공의 목표………………………6
　　1.2.6. 시편의 연마…………………………6
　　1.2.6.1. 사포(sand paper)의 종류와 차이………………7
　　1.2.7. 정마(polishing)…………………………7
　　1.2.7.1. 기계정마(mechanical polishing)………………8
　　1.2.7.2. 전해정마(electrolytic polishing)………………8
　　1.2.8. 부식(etching)…………………………8
　　1.2.9. 시편의 보관…………………………9
　　1.2.10. 금속 조직학…………………………9
　　1.2.11. 현미경……………………………10
　　1.2.11.1. 일반광학현미경 (light or bright-field microscope)……10
　　1.2.11.2. 암시야 현미경(한외현미경), ultramicroscope………10
　　1.2.11.3. 간섭현미경(干涉顯微鏡, interference microscope)………10
　　1.2.11.4. 편광현미경(Polarized Microscope)……　………11
　　1.2.11.5. 금속 현미경 (金屬顯微鏡, metallurgical microscope)……11
　　1.2.11.6. 전자 현미경………………………11

Ⅱ. 본론 ……………………………… 13
　2.1. 실험방법 ………………………… 13
　　2.1.1. 시편 분배 ……………………… 14
　　2.1.2. 마운팅………………………… 14
　　2.1.3. 사포를 이용한 연마……………………14
　　2.1.4. 연마기를 사용한 정마……………………15
　　2.1.5. 연마중 주의해야할 사항…………………16
　　2.1.6. 부식(etching)………………………17
　　2.1.7. 금속조직 현미경 관찰……………………17
　2.2. 실험 시 주의사항………………………18

Ⅲ. 결과 및 고찰 ……………………… 19
　　3.1. 실험을 통해 얻은 금속의 조직 사진 (연강x5 / x20) - -…19
　　3.2. 실험을 통해 얻은 금속의 조직 사진(45c x5 / x20) - -…20
　　3.3. 얻어낸 연강,SM45C 조직 사진에 대한 결과……………21
　　3.4. 고찰………………………………21

본문내용

를 조절해 사진이 잘 보이도록 한다.
5. 초점 조절 나사를 통해 초점을 조절해 사진이 가장 잘 보이도록 만든다.
6. 원하는 이미지를 얻었으면 컴퓨터에 저장을 한다.
2.2. 실험 시 주의사항
1. 현미경을 다룰 때 렌즈 보호에 주의한다.
2. 음식물을 반입하지 않는다.
3. 마운팅 시에 시편이 중간에 올 수 있도록 한다.
4. 연마 시 평면을 맞춰야 하므로 주의한다.
5. 폴리싱기를 이용 할 때 적당한 힘 조절을 통하여 시편의 중심을 잡는다.
6. 연마, 정마를 마친 후 빠르게 세척하고 건조하는 것이 좋다.
7. 시약품 특히 황산 등을 다룰 때 주의하고 그 정리정돈에 심혈을 기울인다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
3.1 실험을 통해 얻은 금속의 조직 사진 (연강x5 / x20) - 변중업 -
(연강x5)
(연강x20)
3.2 실험을 통해 얻은 금속의 조직 사진(45c x5 / x20) - 손형준 -
(45c x5)
(45c x20)
3.3 얻어낸 연강,SM45C 조직 사진에 대한 결과.
SM45C의 조직 사진을 보면 비교적 탄소함량이 높기 때문에 어두운색으로 보이는 pearlite조직이 많이 보이고 대부분의 pearlite 조직과 약간의 ferrite 조직으로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
연강의 조직 사진을 보면 일단 pearlite와 ferrite의 조직의 구분이 매우 뚜렷한 것을 확인 할 수 있다. 연강은 0.2%의 탄소를 함유하고 있기 때문에 SM45C에 비해 탄소함량이 낮은 편이기 때문에 어두운 부분의 pearlite 조직 보다는 밝은 부분의 ferrite조직이 SM45C의 조직에 비하여 많이 확인 되는 것을 육안으로도 충분히 확인할 수 있다.
3.4 고찰
복학 후 월요일 첫 시간이기에 긴장된 마음을 이끌고 수업을 듣기 시작했다. 정말 아무 지식 없이 시작했기에 조교님의 말씀들이 나를 제외한 학우들과 조교님끼리만 나누는 은어처럼 느껴졌다. 시편, 마운팅, 폴리싱, 에칭 등등. 모든 것이 새롭고 낯설고 두렵기만 하였다. 하지만 막상 실험을 시작하고 나니 두려움도 잠시 ‘나만 모르는 게 아니었구나’라는 생각과 함께 희망이 보이기 시작하였다. 그때부터 조교님의 모든 말씀을 경청하며 집중하였다. 그 결과 주변 학우들 보다는 조금 더 빠르게 진행되는 나의 시편을 보게 되었고 더더욱 집중하여 시험을 진행하였다. 하지만 기쁨도 잠시 칭찬 받고 싶은 마음으로 조교님께 간 나는 나의 시편을 발로 밟으려고 하시는 조교님을 목격하게 되었다. ‘무엇을 잘못 한걸까?’ 고민하던 나는 시편이 평탄하지 않다는 것을 알게 되었고 이 후 초심으로 돌아가 사포 220방부터 시작하여 2번의 폴리싱과 2번의 에칭을 통해 결국 마지막 주에 1등으로 실험을 마치게 되는 영광을 누리게 되었다. 그렇게 힘들고도 뿌듯한 실험을 마친 뒤
실험을 통해서 내가 얻은 사진과 조원이 얻은 사진은 위에서 3.1과 3.2에 삽입되어 있는 연강(x5), 연강(x20), SM45C(x5), SM45C(x20)이다. 현미경을 통하여 금속 사진을 찍고 보는 것도 처음이고 관련 이론에 관한 공부도 소홀히 한 탓에 실험에서 얻어낸 4장의 조직사진의 의미를 알아보는 데에는 많은 어려움이 있었다. 그래서 ‘금속재료’ 시간에 배운 금속 조직사진 Fe-Fe3C 상태도, 탄소함량에 따른 탄소강의 차이 등을 접목 시켜 내 나름의 사진의 의미를 추론해보기로 하였다.
일단 이번 실험에 사용한 연강과 SM45C는 0.2%C, 0.45%C로 구성된 아공석강에 해당되는 시편이다.
먼저 연강에 대하여 고찰해 보았다.
얻어낸 조직 사진과 이론 학습을 통해 얻은 지식(cementite 등의 탄소가 많이 함유 된 조직에서는 어두운 모습으로 보인다)으로 밝은 부분을 ferrite조직 어두운 부분을 pearlite 조직으로 추정해보았다. 그러한 관점에서 탄소는 Fe보다 부식속도가 빠를 것이라는 것을 추정 할 수 있었다. 하지만 pearlite 조직에서 보이는 판상 형상이 보이지 않는 것이 조금 의아했는데, 사진을 계속 보고 있자니 밝은 부분 ferrite부분이 검은 부분 pearlite에 비해 비교적 많은 것을 알 수 있었다. 0.2%C 정도의 탄소 함유량이 비교적 적은 아공석강으로 공석이 되는 구간에 도달하기 전에 ferrite 조직이 많이 형성 되었을 텐데 그러한 이유로 판상 형상이 보이지 않는 것이 아닌가 추측해 보았다. 또한 첫 번째 에칭 과정에서 결정경계와 관계없이 여기저기 미세한 스크래치가 보이기도 했는데 이것은 미숙한 연마, 폴리싱 과정에서 생긴 스크래치라고 추측했다.
다음 SM45c에 대하여 고찰해본다.
45C 강은 앞에서 고찰한 연강과 같이 아공석강이다. 하지만 표면적으로 둘을 비교해본다면 분명한 탄소량의 차이가 있다.
조직의 구성은 아공석강이므로 ferrite와 pearlite로 구성 되어 있을 것이라고 생각된다. 사진 상으로 보아도 앞에서 고찰한 연강보다는 pearlite조직의 비중이 확실히 높다는 것을 확인할 수 있다. SM45C(x20) 사진을 봤을 때 조직 구조를 어두운 부분, 밝은 부분, 기타 애매한 (회색)부분으로 구분할 수 있겠는데, pearlite 부분은 어두운 부분, ferrite 조정 부분은 밝은 부분일 것이다.
두 조성은 비교적 명확하게 조정을 추정한데 비해 애매한(회색) 부분의 조직 조성을 추정하기가 쉽지 않았는데 실험 과정에 실수나 미숙한 행동으로 인하여 조직 사진이 명확하게 나오지 않았을 가능성을 생각해 보았다.
그래서 인터넷을 통하여 SM45C의 다른 사진을 찾아보았다.
보이는 것처럼 조원이 직접 실험을 통해 얻어낸 사진과는 많은 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이러한 근거를 통해 조원이 실험을 통해 얻은 조직 사진이 조직 조성을 잘 보여주지 못했을 것이라는 결론을 얻었다.
그 원인으로는 에칭 과정에서 문제가 발생했을 것으로 생각해보았다.
에칭에 실패했다는 건 부식제가 재료에 맞지 않았거나 부식하는 기간, 방법이 잘못되었다는 것인데, 다른 친구들의 45C조직 사진을 확인해보아도 비슷한 조성을 보이는 것을 보고 부식제가 재료에 맞지 않았거나 부식의 기간이 맞지 않았다는 생각을 하게 되었다.

키워드

검사,   미세조직,   조직검사,   45C,   연강,   조직,   연마,   현미경,   조직검사 시편제작