대한민국 대표 기술지식 거래소

admin

2017-01-12 16:01:08

추천 : 0

위스커[whisker]

whisker를 사전에서 찾아보면고양이․쥐 등의 수염으로 나오고 있다. 핀으로 잡아당긴 고양이수염과 꼭 닮은 가는 선모양의 금속결정을 금속연구자는 위스커(수염결정)라고 부른다. 가는 선모양의 금속결정이 혼자서 발생하는 것은 헤어실버 등으로 몇세기나 전부터 알려져왔으나, 직접 인간의 생활활동에 관계되어 왔고 연구의 대상이 된 것은 제2차대전 말기이다. 전화의 중계장치인 공기콘덴서의 실드판이 아연도금을 실시했을 때, 그 철판에서 발생한 가는 선모양의 금속에 의해 단락(쇼트)을 일으키는 사고가 발생한 것이다. 이 수염결정이 주목을 받은 큰 이유는 그 발생․성장의 신기함에 더불어, 강도가 크고 금속의 이론적인 값에 근접했기 때문이다. 연구결과, 이 사고는 수염결정이 내부에 격자결함을 초래하지 않고 이상적인 완전결정이기 때문임을 알았다. 이렇게 해서 수염결정은 다양한 각도에서 금속연구자의 연구대상이 된 것이었다.

수염결정은 대충 2종류로 나누어진다. Zn, Sn 등 저융점금속의 도금면이나 부식성 분위기 속에서 귀금속의 화합물로서 자연에 성장하는 것을 진성수염결정, 기상(氣相) 또는 액상(液相)에서 인공적으로 성장시킨 것을 인공(비진성)수염결정으로 하고 있다. 수염결정은 격자결함이 거의 없으므로 강한데, 특히 진정(眞正)수염결정은 이론적 강도에 가까운 강인성(强靭性)을 나타내고 있다. 그것을 이용하여 복합재료로 이용되고 있으나 단독으로 쓰이는 일은 드물다. 어떤 경우도 진성수염결정의 길이는 길어도 센티미터 주문이므로, 길이방향으로 정렬되는 것은 곤란하다. 한편 또 하나의 문제가 되는 것은 도금 등으로부터 성장한다. 전기회로에서 단락의 원인이 되는 수염결정이다.

진성수염결정은 근원부터 성장하지만, 그 원인과 기구에 대해서는 당초 나선전위의 회전모델이 제장되었다. 그러나 현재는 내부응력의 완화 또는 재결정이 면 내에서 충분 진행되지 않는 경우, 그것도 재결정한 쪽이 에너지적으로는 얻으므로 어떻게든 재결정하는 것으로 한다. 그 결과로부터 외부를 향해 성장하는 것으로 볼 수 있다. 비진성수염결정에 대해서도 VLS(vapour-liquid-solid)기구(수염결정의 선단에 생기는 액적을 통해서 주변의 기상에서 물질이 운반되고 선단에 석출하는 기구) 이외는 잘 알려져 있지 않다. 발생․성장의 메커니즘의 연구, 수염이 발생하지 않는 주석․아연도금의 개발은 중요한 테마이다.