문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 금속 (문단 편집) == 화학적 물리적 성질 == 금속은 열과 [[전기]]를 잘 전달하는 [[도체]]이고 불투명하면서 특유의 광택을 띠며 상온에서는 결정구조를 가진 고체[* [[수은]] 같은 예외도 존재한다. 수은은 녹는점이 약 -39℃ 이어서 상온에서 액체 상태이다. 하지만 이 수은도 응고하면 특유의 광택을 띠는 결정질 금속이 된다. "리퀴드 메탈" 같은 일부 비정질 합금은 상온에서 결정구조가 없는 유리질을 띠고 있으나 이는 열역학적으로 안정된 상은 아니다.] 상태라는 특징을 갖고 있다. 또한 판처럼 얇게 펼 수 있고 실처럼 가늘게 뽑을 수 있는 성질, 즉 전성(展性) 및 연성(延性)을 갖고 있다. 이러한 금속들의 특징들은 모두 [[금속결합]]이라는 결합 때문에 나타난다. 금속결합의 특징은 금속 결합의 자유전자는 결합에 의해 구속되는 것이 아니라 계속해서 자유롭게 떠돌아다니는 상태를 유지하고 있다는 것이다. 금속의 전성과 연성은 외부로부터 어떠한 힘이 가해져서 금속 원자들 사이의 자리가 바뀌어도 그 사이에는 여전히 자유전자가 돌아다니고 있기 때문에 [[금속 결합]]은 유지되기 때문에 나타나는 현상이며, 자유롭게 금속 원자 사이를 돌아다닐 수 있기 때문에 에너지(열, 전기)를 매우 빠르게 주변 원자들에게 전달할 수 있어 우수한 열전도성과 전기전도성을 가지게 된다. 또한 이 자유 전자들은 외부 [[전기장]]의 침입을 막아, 금속 표면에서 가시광선을 포함한 전자기파들을 반사시키며 이로써 금속의 광택이 나타나게 된다. [[주기율표]]에서 볼 때 금속 원소들은 주로 왼쪽에 위치하고 있고 아래쪽으로 갈수록 한 주기에서 금속원소가 차지하는 비율이 커지게 되는데 이는 주기율표에서 왼쪽에 있을수록 최외각 전자수가 적어지고 아래로 갈수록 원자핵과 최외각 전자사이의 거리가 멀어지면서 최외각 전자가 원자로부터 떨어져 나가기 쉬워지기 되어 최외각 전자들이 구름처럼 비교적 자유로이 움직일 수 있게 되는데 이런 경향이 강한 원자들끼리 모여서 형성하는 결합이 [[금속결합]]이다. 이러한 금속원소들은 전자가 잘 떨어져 나가므로 산화되어 양이온이 되는 경향이 크다. 여기에 더해서 금속은 상술한 특징 때문에 [[전위(재료공학)|전위(dislocation)]][* 비전공자를 위해 가장 대표적인 전위인 칼날전위를 기준으로 정말 쉽게 비유하면 앞에는 사람들이 10열로 나란히 줄을 서고 있는데 뒤로 갈수록 열이 틀어져서 뒤쪽부터는 1열이 빈 9열로 줄을 선 상태라 할 때, 10열에서 중간에 9열로 1열이 비어버리게 되는 그 지점을 전위라 보면 된다. 자세한 것은 [[전위(재료공학)]] 문서 참고.]라 하는 결함(defect)이 존재할 수 있는데, 이 전위는 어떤 금속 물체에 힘이 가해졌을 때 그 전위라는 결함에서 결합이 단계적으로 끊어졌다 이어졌다 끊어졌다 이어졌다 하는 식으로 원자를 단계적으로 움직이게 하여[* 재료공학 교재에서는 흔히 자벌레가 기어가는 것과 유사한 단계로 움직인다고 설명한다] 한 번에 모든 원자의 결합이 끊어져서 움직이지 않고도 변형을 수용할 수 있도록 해준다 [* 만약 모든 원자의 결합을 끊고 움직여야 했다면 결정 격자 1칸 움직이는데에도 모든 격자 칸의 결합이 끊어졌다 한 칸 이동하고 나서 다시 연결되는 과정이 이루어져야 한다. 만약 원자 결합이 100줄 이었다면 전위가 1개라도 있으면 1줄 끊을 힘을 100번 정도 나눠서 주면 격자 한 칸 이동시키는 게 가능한 반면, 전위나 어떠한 결함도 없는 상태에서 한 칸을 움직이려면 한 방에 100줄을 끊어버리는 힘을 주지 않는 이상 꿈쩍도 하지 않는다. 여기서 줄을 kg으로 바꿔서 우리가 땡긴다 생각하면 이해가 빠를 것이다.] 이 때 원자가 이동하면서 당연히 결함 부위도 이동(비어있던 부분에 원자가 연결되는 대신 원래 원자가 연결되어 있었던 그 옆줄은 연결이 끊어지고 빈 줄이 오게 되어서 원자가 비어버리게 되는 형태로)을 하게 되는데, 재료공학에서는 이러한 방식으로 변형되는 거동을 전위 이동(또는 슬립)이라고 한다. 전위는 금속의 변형에 있어서 매우 중요한 역할을 담당하기 때문에 정말 특수한 경우가 아닌 이상 거의 모든 금속의 변형에는 이 전위가 관여한다고 봐도 무방하다[* 재료공학에서 금속을 [[강화]]하는데 있어 가장 핵심적인 것이 바로 이 전위의 움직임을 방해하는 것이다.][* 이런 이유 때문에 대학원에서는 전위의 거동과 관련된 이론들을 모아서 "전위론" 이라는 학문의 형태로 따로 취급하기도 한다]. 자세한 것은 [[전위(재료공학)]] 참고. 위에서 말한 이유 때문에 금속은 연성이 있어 [[소성]] 변형이 일어날 수 있으며, 변형이라는 형태로 외부에서 가해진 에너지를 흡수할 수 있기 때문에 우수한 [[인성(동음이의어)#s-2|인성(toughness)]][* 여기서 말하는 인성은 재료의 질긴 정도, 즉 아무리 세게 쳐도 부서지지 않는 성질을 의미한다. 망치로 유리판이랑 철사를 각각 세게 내려쳤다 가정했을 때 유리는 깨지지만 철사는 납작해져도 부서지지는 않을 것이다. 이 때 철사는 망치가 가한 에너지를 변형으로 해소할 수 있지만 유리는 변형을 수용할 수 없기 때문에 가해진 에너지가 한 방에 전달되고 그 에너지가 결합력 보다 쎄다면 결합이 끊어져서 깨져버리는 것이다. 이 때 철사같이 안 깨지는 성질을 인성이라고 한다.]을 가질 수 있다. 금속 피로(fatigue)라는 것도 있다. 금속류는 [[소성]] 변형이 시작되는 [[응력]] 이하로도 여러 번 구부렸다 폈다 하면 점차 열이 오르다 툭 끊어진다[* [[유리 겔러]]가 숟가락을 끊을 때 사용한 트릭이 바로 이 금속 피로현상이다. 정 모르겠다 싶으면 집에서 안 쓰는 숟가락 하나를 계속 구부렸다 폈다 해보자.]. 이 횟수는 대체로 응력에 비례하는데, 이를 그래프로 나타낸 것이 S(Stress)-N(Number of cycles) Curve이다. 금속 중에는 일정 응력 아래에서는 아예 금속 피로로 인한 파괴가 일어나지 않는 금속도 있고[* 금속 피로로 인한 파괴가 일어나지 않기 시작하는 응력을 피로 한계(fatigue limit)라고 한다.], 아무리 적은 응력으로도 언젠가는 무조건 파괴가 되는 금속도 있다.[* 대표적으로 [[알루미늄]]]. 금속의 피로파괴가 발생하는 원리는 응력집중과 미세균열에 있다. 실제로 사용되는 금속제 물건들은 겉보기에는 아무런 손상이 없어보여도 표면상태를 세세하게 볼 수 있을 정도로 확대해서 보면 표면에 굴곡이나 흠집, 미세 균열 같이 불규칙한 부분들이 존재한다. 이러한 부분들이 존재하면 그 부분 쪽에 응력집중[* 균일한 부위보다 불규칙한 부위에서 움푹한 부분의 첨단부에서 국부적인 응력이 매우 크게 발생하는 현상. 응력집중이 일어나게 되면 같은 힘을 받는 재료여도 그 부분만 응력이 유달리 크게 발생하면서 파괴강도를 저하시키고 이로인해 재료에 균열이 발생하기 쉬워진다.]이 발생하게 되어 미세한 균열들이 형성되게 되고 각 응력 사이클마다 균열이 조금씩 커져가다가 임계 크기에 도달하면 매우 빠르게 파손이 일어나게 된다. 금속 재료에서 나타날 수 있는 기계적 특성과 피로 파괴에 대한 보다 자세한 사항은 [[응력]] 과 [[피로 파괴]] 문서에서 상세하게 다루고 있으니 해당 문서를 참고할 것.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기