재료 특성화 기법

머티리얼 특성화란 무엇인가요?

재료 특성화를 통해 연구자는 재료의 구조, 이 구조가 거시적 특성과 어떻게 연관되는지, 기술 응용 분야에서 재료가 어떻게 작동할지 파악할 수 있습니다.

"재료 특성화"에 대한 정의는 다양합니다. 일부에서는 이 용어를 벌크 열 분석 및 밀도 테스트를 포함한 모든 재료 분석 프로세스를 지칭하는 용어로 사용하지만, 이 블로그 게시물에서는 재료의 미세한 특성을 연구하는 데 사용되는 재료 특성화 기술에 중점을 둡니다.

이러한 재료 특성화 기법의 대부분은 현미경 또는 분광학으로 분류할 수 있습니다.

현미경 검사 기법

현미경을 사용하여 재료와 표면을 연구하는 현미경은 일반적으로 재료 특성화 및 과학 연구의 가장 기본적인 방법 중 하나입니다. 현미경은 다양한 방법을 사용하여 재료와 표면의 확대 이미지를 생성합니다.

광학 현미경

고등학교 과학 교실에서 최첨단 실험실에 이르기까지 모든 곳에서 사용되는 광학 현미경은 세계에서 가장 잘 알려진 과학 장비 중 하나입니다. 광학 현미경은 렌즈와 거울을 사용하여 가시광선을 이용해 확대된 이미지를 생성합니다. 광학 현미경은 다양한 분야에 매우 유용하지만, 광자의 파장과 에너지 사이의 관계로 인해 최대 배율이 약 1,000배에 불과하다는 근본적인 한계가 있습니다.

광학 현미경에는 형광을 사용하여 이미징 성능을 향상시키는 몇 가지 방법을 포함하여 다양한 변형이 존재합니다(예, 형광, 공초점 그리고 2광자 현미경).

전자 현미경

전자 현미경에는 여러 가지 유형이 있으며, 특히 다음과 같은 특징이 있습니다. 주사 전자 현미경 (SEM), 투과 전자 현미경(TEM), 그리고 주사 터널링 현미경(STM). 전자 현미경은 광선이 아닌 전자 빔을 사용하여 재료 특성을 분석합니다. 전자 현미경은 최대 50,000,000배 배율로 이미징할 수 있는 세계에서 가장 강력한 현미경입니다.

기타 현미경 기술

재료 특성 분석에는 다음과 같은 몇 가지 다른 유형의 현미경을 사용할 수 있습니다:

• 원자 현미경(AFM)
• X-선 현미경 검사
• 자외선(UV) 현미경 검사

분광 기법

분광 기술은 매우 다양하지만, 모두 다양한 전자기 방사 주파수에 대한 물질의 반응을 측정하는 것을 포함합니다. 사용되는 기술에 따라 재료 특성 분석은 시료에 의한 입사 에너지의 흡수, 방출, 임피던스 또는 반사를 기반으로 할 수 있습니다.

분광학은 매우 광범위한 분야이며 수많은 기술이 존재합니다. 가장 많이 사용되는 기법은 다음과 같습니다. X-선 분광기, UV/가시 분광기, 적외선(IR) 분광학, 라만 분광학, 그리고 핵자기공명분광법(NMR).

기타 재료 특성화 기법

재료 특성 분석에 사용되는 많은 기술은 현미경과 분광학의 범주에 속하지 않습니다. 가장 잘 알려진 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

• 다음과 같은 회절 기술 X-선 회절 는 일반적으로 결정 구조를 결정하는 데 사용됩니다.
• 나노 인덴테이션나노인덴터로 알려진 매우 작고 정밀한 기계적 프로브에 대한 재료의 나노 단위 반응을 기반으로 재료 특성화를 수행할 수 있습니다.
• 다음을 포함한 전기 및 자기 기술 임피던스 분광학.

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