결정구조 및 분석 [1] 상과 동질이상(Polymorphism), 분해능

1. 재료의 분류

- 결정 구조: Crystalline, Amorphous

- 구성 원소 및 결합 방식: Metals, Ceramics, Polymers, Composites

 

1-1. 결정 구조

각각 atomic bonding, unitc cell, 결정 구조, 석영

 

2. 물질의 상(Phase)

 물질의 상에는 고체 / 액체 / 기체 / Plasma가 있다.

 

2-1. 동질이상(Polymorphism)

동질이상(Polymorphism)
: 같은 화학적 조성을 가진 물질이 서로 다른 결정 구조나 배열을 가지는 현상을 의미한다. 즉, 한 가지 물질이 여러가지 형태를 가진 것을 의미하며, 이로 인해 물리적, 화학적 성질이 달라질 수 있다.

 

동질 이상의 특징

- 같은 원소로 구성된다.

- 다른 '결정 구조'를 가진다.

- 특정한 온도, 압력 조건에서 상호 변환 가능

- Mechanical 성질도 다르다

 

 

동질 이상의 대표적인 예시

1) 탄소

- 다이아몬드, 흑연, 그래핀과 동질 이상 관계

 

2) Iron System

 

α, δ는 모두 BCC구조 이지만, Lattice Constant가 다르므로 동질이상이다. 저온일때는 lattice Constant가 작지만, 고온일때는 커진다.

 

2-2. 단결정/ 다결정/ 비정질

 

결정질이란 3차원 공간에서 원자들이 규칙적으로 배열되어있는 재료를 의미한다.

	Crystalline(결정질)	Non-Crystalline(비정질)
Long range order	O	X
Short range order	O	O
정리	단/ 장거리 규칙성	단거리 규칙성

 

 

  철강 판재와 같은 다결정(polycrystalline) 재료는 수 많은 단결정 결정립과 grain boundary로 구성되어있다.

2-3. 분해능

분해능이란 두 개의 인접한 점이나 신호 사이의 최소 간격을 의미하며, 이 간격보다 가까워지면 두 개를 구분하지 못하고 하나로 인식하게 되는 것이다.

 

 예를 들어 400nm 파장의 빛으로는 이 이하의 feature을 볼 수 없는 것이다.