건축 의학 전기.전자 광물(돌)의 이용

목차

Ⅰ. 건축에서의 광물의 이용
⑴ 화강암
⑵ 수성암
⑶ 변성암

Ⅱ. 의학에서의 광물의 이용
Ⅱ-1 치과학
⑴ 장석재도재
⑵ 석고
Ⅱ-2 약학
⑴ 브롬화 나트륨
⑵ 브롬화 칼륨

Ⅲ. 전기·전자에서의 광물의 이용
Ⅲ-1 도전 재료
⑴ 동
⑵ 동합금
⑶ 알루미늄과 그 합금
⑷ 기타 금속도체
Ⅲ-2 금속 저항 재료
Ⅲ-3 반도체 재료
⑴ 원소 반도체
⑵ 화합물 반도체

본문내용

자기의 절연기판상에 도전성의 도료를 인쇄 또는 도장한 후 이것을 일정한 온도로 가열처리하여 고착시켜서 회로부품으로 사용한다.
도전성 도료에는 0.1μ이하의 탄소미립자 등을 메타아크릴 수지와 같은 열가성수지나, 에폭시와 같은 열경화성수지에 혼합시킨 것 등이 있다.
은-에폭시 계는 인쇄회로에 사용되고, 탄소-플라스틱, 또는 탄소-고무계는 대전방지용의 실드재료 등에 사용된다.
Ⅲ-2. 금속저항재료 (금속원소광물)
금속저항재료는 가장 광범위하게 사용되는 저항재료로서 Cu-Mn, Cu-Ni, Ni-Cr, Fe-Cr, Fe, Ni 합금이 선, 판, 봉, 박막 등의 형태로 사용된다.
ⅰ. Cu-Mn계
Cu와 Mn을 주성분으로하고, 여기에 소량의 Ni를 첨가한 Cu-Mn-Ni 합금을 망가닌(Manganin)이라고 한다. 여기서 Ni는 합금의 열기 전력을 낮게하고, 온도계수 및 내식성을 개선시키기 위하여 첨가한다.
ⅱ. Cu-Ni합금
Cu와 Ni은 전율고용체로 이 합금은 성분비에 따라 고유저항, 열기전력, 저항의 온도계수등이 변화한다.
ⅲ. Ni-Cr계
Ni-Cr합금은 보통 니크롬(nichrome)이라 부른다. 고유저항이 높고, 내열성, 내식성 및 인장강도가 크기 때문에 전열용 저항재료로 널리 사용된다. Cr양이 증가하면 저항이 증가하고 온도계수는 감소하나, 가공이 가능하다. 니크롬에는 제 1종과 제 2종이 있는데 제 1종은 1100℃까지 장시간 사용이 가능하며, 공업용 고온전기로의 발열체로 사용되고, 제 2종은 내열, 내산화성, 고온강도는 제 1종에 비해 못하나, 가공성이 좋아 800∼900℃에서 사용하는 전기로·전열기 등에 적당하다. 니크롬은 저항온도계수가 크므로, 정밀저항기로서는 부적합하다. Ni-Cr에 Al, Si 등을 미량 첨가하면 내산화성이 우수하고, 저항의 온도계수가 크게 개선되어 금속박막저항기에 사용되며, 니크롬은 대표적인 전열용합금이지만, 근대 전기기기의 소형화 등의 요청에 따라 고저항 정밀저항재료 또는 박막재료로 사용되고 있다.
ⅳ. Fe-Cr계
이 합금은 Fe-Cr합금에 미량의 Al을 가한 것으로 Ni를 사용하지 않으므로 값이 싸며, 내열성이 우수하고, 수소, 황화성가스에 강하지만, 딱딱하여 가공이 곤란하고, 가열할 때 약하게 되는 성질이 있다.
Fe-Cr-Al계의 철크롬발열체는 현재 니크롬선의 대용으로 실용화되고 있다. 이 계의 저항선이 니크롬선과 비교하여 우수한 점은 저항율이 크고, 이식성이 크며, 융점이 높아 고온에서 사용할 수 있다는 것이고, 결점으로서는 딱딱하여 가공이 곤란하고, 고온에서 크리프가 생기기 쉽다. 이 합금에는 사용온도에 따라 제 1종과 2종이 있으며, 제 1종은 1200℃까지 고온공업용 발열체에 적합하고, 제 2종은 1100℃까지 전열기, 전기로의 발열체에 적당하다.
ⅴ. Fe-C계
저항체에 사용하는 것은 저항율이 크고, 내열성이 좋으며 값이 싸므로 전동기의 기동 및 속도제어, 전기화학공업 등의 대전류제어에 사용된다.
ⅵ. 순금속
순금속은 내식성 및 내산화성이 비교적 약하기 때문에 보통 귀금속이 저항재료로 사용된다. 특히 고온용으로서 Pt, W, Mo, Ir, Ta 등의 순금속을 발열체로 사용할 경우가 있다. 이 중 Pt, Ir 등의 귀금속계는 산화성 분위기 중에서 W, Mo, Ta 등은 환원성 또는 중성 분위기 중에서 사용한다.
Mo는 진공 중, 환원성 분위기에서 최고 1650℃, W는 진공 중 수소중에서 최고 2500℃까지 사용된다. 또 Ir은 질소 분위기에서 최고 2100℃, Ta는 진공중에서 최고 2000℃까지 사용된다.
Ⅲ-3. 반도체 재료
⑴ 원소 반도체
Ge, Si 및 Se 등과 같이 단일 원소로서 반도체의 성질을 가지는 것으로 현재 공업적으로 실용화되고 있다.
ⅰ. 게르마늄(germanium ; Ge)
반도체 공업에서 제일 먼저 개발되어 트랜지스터와 다이오우드의 재료로서 실용화 되었기 때문에 가장 잘 알려진 반도체 재료이다.
ⅱ. 실리콘 (Sillicon ; Si)
실리콘은 게르마늄과 더불어 트랜지스터, 다이오우드 등의 반도체 소자에 널리 사용되고 있는 전자재료이다. 실리콘은 돌이나 모래 등의 주성분으로서 지구상에 산소 다음으로 많이 존재하는 원소이며, 세계 각국이 풍부하게 가지고 있음에도 불구하고, 이것을 금속 실리콘으로 만들어 고순도로 정제하는 것이 어렵기 때문에 게르마늄보다 실용화가 늦어졌다. 그러나, 그 처리기술이 높은 수준으로 발달하고 트랜지스터의 제조법도 확산형 계통의 것이 주류를 이루게 됨에 따라 오늘날 실리콘은 전자공업에서 가장 널리 사용되고 있는 전자재료의 하나이며, 앞으로도 계속하여 가장 중요한 자리를 차지할 것으로 전망된다.
실리콘은 게르마늄에 바하여 원자량이 적고, 핵 외 전자수도 적기 때문에 Ge에 비하여 원자의 크기가 작고, 그에 따라 원자간 결합이 강하여 강도가 큰점등 여러 가지 다른 성질을 나타낸다.
ⅲ. 셀렌(selenium ; Se)
셀렌은 옛부터 정류기, 광전지 등의 재료로서 공업적으로 사용되어 온 재료이며, 최근에는 전자 사진재료로서 중요하다.
ⅳ. 기타 원소 반도체
텔루륨(Tellurium ; Te)가 있다.
⑵ 화합물반도체
2종 이상의 원소로 구성되어 있는 무기 반도체를 화합물반도체라 한다. 화합물 반도체의 종류는 대단히 많으며, 현재 각종의 전자재료로 사용되고 있음은 물론 새로운 종류의 개발과 더불어 그 종류도 점점 확장되고 있다. 화합물 반도체 내에서의 케리어 수송기구에 관해서는 Ge, Si 등의 원소 반도체와 거의 동일하게 생각되는 면도 있지만 상당한 차이점도 있다. 즉, 화합물 반도체에서는 본질적으로 원자간 결합방법이 공유결합인 것으로부터 이온결합인 것까지 넓은 범위에 걸쳐있기 때문이다. 일반적으로 화합물 반도체는 그 화학적 조성의 제어가 어렵고, 정제나 단결정 제작이 매우 힘들다.
참고서적
한국의 광물종 - 민음사 - 1986 - 김 수진
광물학 원론 - 우성문화사 - 1982 - 김 수진
한국의 지질과 광물자원 - - 1982 - 연세대학교 지구과학 동문회
치과 재료학 - 대학서림 - 1980 - 최 재경
전기 전자재료 - 이우출판사 - 1984 - 이헌용 문남기 공저

키워드

광물,   합금,   반도체,   돌,   건축에서의 광물의 이용,   의학에서의 광물의 이용