결정학 기초 요약 정리.

  • 원자는 어떻게 고체 구조를 이루는가? – 여러가지로.
  • 밀도는 구조에 따라 어떻게 달라지는가? – 구조에 따라 밀도가 달라짐.
  • 재료의 성질은 방향에 따라 달라지는가? – 사실

고체 구조의 두 가지 유형

  • 결정질(Materials with crystal structure)
    원자들이 주기적으로 배열된 구조. 금속, 대부분의 세라믹, 일부 고분자에 해당.
  • 비결정질(Amorphous)
    무질서하게 배열된 구조. 예: 비정질 SiO₂. (비정질 실리콘 태양광 패널 등)

금속의 결정 구조

금속은 보통 원자가 조밀하게 패킹(packing)된 구조를 가짐.

  1. 단순 입방 구조 (SC)
    • 드문 구조 (예: Po)
    • 원자 간 배치가 느슨함
    • 원자 충진율(APF) ≈ 0.52
  2. 체심 입방 구조 (BCC)
    • 예: Cr, W, α-Fe 등
    • APF ≈ 0.68
    • 중심 원자 포함 총 2개 원자/단위 셀
  3. 면심 입방 구조 (FCC)
    • 예: Al, Cu, Au, Ni 등
    • APF ≈ 0.74 (가장 조밀함)
    • 총 4개 원자/단위 셀
  4. 육방조밀구조 (HCP)
    • 예: Mg, Ti, Zn
    • ABAB… 층 배열
    • APF ≈ 0.74

이론 밀도 계산


단결정 vs 다결정

  • 단결정: 물리적 성질이 방향에 따라 다름(이방성)
  • 다결정: 무작위 방향으로 배열되면 등방성, 특정 방향 정렬시 이방성

다형성(Polymorphism)

같은 원소가 여러 결정 구조를 가질 수 있음.
예: 철(Fe) – α(BCC), γ(FCC), δ(BCC)
상 변이에 따라 성질이 달라지는 대표적인 예시.

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다. 필수 항목은 *(으)로 표시합니다