하늘 보면서 살자구요

대부분의 결정질 재료는 다결정이다. 그리고 다결정에는 무조건 결함이 있을 수 밖에 없다. 결정은 핵을 통해 자라기 시작하고, 인접 결정과 만나 결정립을 형성할 때까지 성장한다. 이렇게 생기는 결정립계가 결함으로 작용한다. 결정립계는 따라서 유동성이 존재하며, 기체나 chemical이 침투할 수 있고, 여기서 화학 반응이 잘 일어난다. 이러한 불완전성 덕분에 물질에 물성이 생긴다. 0차원 점 결함 기본적으로 vacancy와 self-interstitial에 의해 plane에 distortion이 생긴다. 이러한 점 결함은 온도에 따라 변한다. 단위 부피(잠재적 공공) 당 결함수는 다음과 같이 표현할 수 있다. $\frac{N_{V}}{N} = e^{\frac{-Q_{V}}{kT}}$, $N = \sigma..

고체 재료가 원자 단위에서 결합했을때 가장 안정하고 효율적으로 쌓이려면 결정 구조를 이루게 된다. (결정을 이룬다면) 이러한 결정 구조는 반복되는 패턴이 있기 때문에 단위정(unit cell)을 이용한다. 그리고 다음과 같이 크게 7가지 3차원 격자 결정계로 나뉜다. Simple Cubic (SC) 단일 원소의 경우 Po(폴로늄)만 이 구조를 만족한다. 배위수 = 6, 격자 내 총 원자수 = 1, $a = 2R$ 원자충진율(APF) = $\frac{1×\frac{4}{3}\pi(0.5a)^{3}}{a^{3}}$ = 0.52 Body Centered Cubic (BCC) 원자들이 대각선 방향으로 맞닿아 있다. 배위수 = 8, 격자 내 총 원자수 = 2, $4R=\sqrt{3}a$ 원자충진율(APF) = $..

원자는 다른 원자와 결합한다. 결합은 척력과 인력으로 인한 가장 안정한 상태에서 이루어진다. 원자는 기본적으로 옥텟규칙을 만족하기 위해 결합하려 한다. 1차 결합은 이온, 공유, 금속 결합이다. 이온결합은 전자를 주고 받음으로써 형성된다. 따라서 서로 쿨롱의 힘이 작용한다. 방향성이 없기 때문에 그냥 근접하기만 하면 된다. 공유결합은 말 그대로 전자를 공유해서 형성된다. 전자를 뺏지 않고 공유하려면 전기음성도가 비슷해야 한다. 일부 원소는 공유결합을 위해 혼성화 궤도가 필요하다. 혼성화 궤도는 방향성을 갖는다. 금속결합은 고체 상에서 최외각 전자가 한 원자에 구속되지 않은 상태의 결합이다. 자유전자에 의해 결합이 유지되며, 역시 방향성이 없는 결합이다. 이온결합과 공유결합을 구분하기 위해 IC(Ionic..