기계재료 (4) - 비철 금속 , 비금속 재료

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▶ 기계공학에서 기계재료에 대해 간략히 설명하는 포스팅

동의 특징
- 물리적 성질:
  - 전기 전도성: 구리는 매우 우수한 전기 전도성을 가지며, 전선 및 전기 부품에 널리 사용됩니다.
  - 열 전도성: 높은 열 전도성을 가지고 있어 열교환기와 냉각 장치에 사용됩니다.
  - 연성과 가공성: 연성이 높아 가공하기 쉽고, 다양한 형태로 제조할 수 있습니다.
- 화학적 성질:
  - 내식성: 대기 중에서 산화되기 쉽지 않아, 부식에 강한 특성을 보입니다.
  - 생물학적 특성: 항균성을 가지며, 이를 활용한 응용 분야가 있습니다.

구분	특성	세부 사항	응용 예
전기 전도성	매우 높음	전기 및 전자 장비의 주요 재료	전선, 전기 모터
열 전도성	높음	열을 효과적으로 전달	열교환기, 냉각 장치
연성과 가공성	우수	다양한 형태로 가공 가능	파이프, 동판, 동선
내식성	높음	부식에 강함	해양 장비, 배관
항균성	있음	세균 증식 억제	의료기구, 위생 장비

Cu+Zn 황동 (CAC201)
- 기계적 성질: 황동은 구리와 아연의 합금으로, 구리의 비율에 따라 다양한 기계적 성질을 나타냅니다. 일반적으로 연성이 좋고 가공이 용이하며, 특정 비율에서는 강도와 내마모성이 증가합니다.
- 화학적 성질:
  - 톰백: 높은 아연 함유량을 가진 황동으로, 높은 강도와 내마모성을 가집니다.
  - 카트리지: 우수한 가공성을 가진 황동으로, 주로 탄약통 등에 사용됩니다.
  - 문쯔: 색상 및 마감이 우수하여 장식용으로 많이 사용됩니다.
- 특수 황동:
  - 어드미럴티: 바닷물에 대한 우수한 내식성을 가진 황동입니다.
  - 네이벌: 해양 환경에 적합한 내식성을 가진 황동입니다.
  - 니켈 황동 (Nickel Brass): 니켈을 첨가하여 강도와 내식성을 향상시킨 황동입니다.
  - 델타 메탈: 다양한 환경에서 사용되는 내구성이 강한 황동입니다.

황동 유형	구성	기계적 성질	화학적 성질	주요 용도
톰백	높은 아연 함유	강도 및 내마모성 증가	–	기계 부품, 베어링
카트리지	Cu, Zn	우수한 가공성	–	탄약통, 전기 부품
문쯔	Cu, Zn	좋은 연성	우수한 마감	장식품, 미술 작품
어드미럴티	Cu, Zn, 소량의 주석	내식성 강화	바닷물에 강함	해양 장비, 파이프
네이벌	Cu, Zn, 다른 합금 원소	강도 및 내식성	해양 환경 적합	해군 장비, 구조재
니켈 황동	Cu, Zn, 니켈	강도 및 내식성 향상	–	고성능 부품, 장식용
델타 메탈	Cu, Zn, 소량의 철	높은 강도	다양한 환경에 적합	산업 장비, 건축 재료

Cu+Sn 청동 (CAC401C)
- 베릴륨동: 베릴륨을 첨가한 청동으로, 매우 높은 강도와 경도, 우수한 전기 전도성을 가집니다. 주로 고정밀 부품, 불꽃이 튀지 않는 도구에 사용됩니다.
- 백동: 니켈을 첨가한 청동으로, 내식성과 강도가 뛰어납니다. 해양 및 화학 산업에 적합합니다.
- 캘맷: 주석과 납을 첨가한 청동으로, 가공성이 우수하며 저마모성을 가집니다. 베어링과 부시에 사용됩니다.

청동 유형	구성 원소	특징	주요 용도
베릴륨동	구리, 주석, 베릴륨	높은 강도, 경도, 전기 전도성	고정밀 부품, 불꽃 방지 도구
백동	구리, 주석, 니켈	내식성, 강도	해양, 화학 산업
캘맷	구리, 주석, 납	우수한 가공성, 저마모성	베어링, 부시

알루미늄과 합금의 특징:
- 실루민(알펙스): 알루미늄에 실리콘을 첨가한 합금, 우수한 주조성과 내식성을 가집니다.
- 내열용 합금:
  - Y합금: 알루미늄에 구리, 마그네슘, 망간을 첨가하여 고온에서의 강도를 향상시킨 합금입니다.
  - Lo-Ex: 저팽창 계수를 가진 합금으로, 고온에서의 안정성이 뛰어납니다.
  - 코비탈리움: 알루미늄에 니켈과 코발트를 첨가하여 고온 강도와 내열성을 향상시킨 합금입니다.
- 탄력용 합금:
  - 두랄루민: 알루미늄에 구리, 마그네슘, 망간을 첨가하여 높은 강도와 경량성을 가집니다.
  - 초초두랄루민: 두랄루민보다 강도가 더 높은 합금입니다.
- 베어링 합금:
  - 화이트메탈, 배빗메탈, 캘맷: 베어링 제작에 사용되는 합금으로, 마모 저항성과 내구성이 뛰어납니다.
  - 특징: 우수한 내마모성과 내진성을 가지며, 고속 회전 부품에 사용됩니다.

합금 유형	구성 원소	특징	주요 용도
실루민(알펙스)	알루미늄, 실리콘	우수한 주조성, 내식성	자동차 부품, 주조 제품
내열용 합금	알루미늄, 구리, 마그네슘, 망간	고온에서 강도 유지	항공기 엔진, 고온 부품
탄력용 합금	알루미늄, 구리, 마그네슘, 망간	높은 강도, 경량	항공우주 구조재, 자동차 부품
베어링 합금	알루미늄, 주석, 납	우수한 내마모성, 내진성	고속 회전 부품, 베어링

합성수지의 개요: 합성수지는 다양한 화학적 조성과 성질을 가진 폴리머 재료입니다. 그 중요성은 현대 산업에서 다양한 응용 분야에 걸쳐 널리 사용되고 있음에 있습니다.

첨가제의 역할:
- 가소제: 유연성 및 가공성 향상을 위해 사용됩니다.
- 활제: 물리적 성질을 개선하고 제조 과정을 용이하게 합니다.
- 착색제: 색상을 부여합니다.
- 보강제: 기계적 강도를 향상시킵니다.

FRP (섬유강화플라스틱)
- 장점: 경량성, 높은 강도, 우수한 내식성 등을 가집니다.
- 단점: 제조 비용이 높고, 재활용이 어렵습니다.

FRM (섬유강화금속) – 금속 복합 재료
- PRM (입자강화금속), FRC (섬유강화세라믹): 강도, 경도, 내열성 향상을 위한 복합 재료입니다.

수지 유형	성질	첨가제	주요 용도
열경화성수지	열에 의한 영구적 경화	보강제, 착색제	고내열 부품, 전자 기기
열가소성수지	열에 의한 연화 및 재경화	가소제, 활제	포장재, 일상용품
첨가제의 역할	수지의 성질 개선	가소제, 활제, 착색제, 보강제	다양한 산업 분야
FRP	섬유 강화	–	자동차, 항공우주
FRM	섬유 강화 금속	–	첨단 공업, 군사 장비

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