금속의 미세조직 관찰

1. 금속의 미세조직

재료의 기계적, 물리적, 전기적 물성은 미세구조의 차이에 의해 결정적으로 영향을 받게 된다. 즉, 재료의 미세구조를 정확히 분석, 평가하게 되면 그 재료가 지니는 물성을 미세구조왿� 연계하여 재료의 물성을 예측할 수 있게 된다. 예를 들어 재료의 미세조직을 광학현미경, 혹은 전자현미경으로 관찰하여 결정립의 크기 및 형태왿� 결함의 유무, 분포 형상, 편석의 형태 등을 분석하게 되면 그 재료의 인장강도, 경도, 내식성, 전도성 등 물리, 화학적 기초 물성을 예측 할 수 있게 되기 때문에 미세구조의 분석, 평가는 재료의 선택 및 공정제어에 매우 중요한 시험평가 방법이다.
금속의 결정구조는 극히 미시적인 단위이므로 현미경을 통해서는 볼 수 없고 X-선 회절을 통해서 그 형태를 확인할 수 있을 뿐이다. 그러나 금속의 한 면을 polishing하여 etching시키면 조직을 관찰할 수 있다. 이 조직을 보면 무수히 많은 작은 입자들이 모여서 금속을 이루고 있다는 것을 알 수 있다. 이 개개의 입자를 결정립(grain)이라 하고, 결정립 간의 경계를 결정립계(grain boundary)라고 부른다. 이 결정립 형성과정의 초기단계에서는 소위 “결정핵`의 형성이 있게 되는데 액체의 온도가 응고점에 도달하자마자 용액의 일부에서는 이 결정핵이 형성되기 시작한다. 형성된 결정핵이 성장하면서 용해잠열이 방출되고, 이 열이 외부로 전달되면서 결정핵은 결국 인접한 결정과 부딪칠 때까지 계속 성장한다. 이렇게 생성된 결정립계 부위에서는 원자배열의 불규칙도가 크며, 이 때의 불규칙도는 응고가 진행됨에 따라 잔류 용액에 농축되는 용질원소가 많아질수록 더욱 커진다. 결정립계가 흔히 내부식성이 가장 약한 이유는 바로 이러한 원자의 불규칙배열에 의한 것이다. 따라서 결정립계는 금속재료 분야에서 하나의 결함(면결함)으로 분류되지만 기계적 성질에는 매우 큰 영향을 미친다.

2. 금속의 미세결정 시험종류 및 작동 방법

Mounting → Grinding → Polishing → Etching->현미경으로 관찰