[결정 구조 및 X 선 회절] 면도기 날의 주재료인 오스테나이트계 스테인리스 강(SUS 304)의 결정학적 구조 분석

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목차: 1. 설계 배경

2. 주제

3. 설계 목적

4. 관련 이론

5. 실험 설계

6. 실험 결과 예측

7. 결론 및 토의

8. 참고 문헌

본문내용: 1. 설계 배경
현대 사회에서 남성상은 과거 거친 남성의 이미지에서 벗어나 메트로 섹슈얼, 위버 섹슈얼 등이 중요 키워드로 떠오를 정도로 외모도 가꿔야 하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 이러한 사회 분위기 속에서 깔끔한 면도는 외모 가꾸기의 시작이라고 할 수 있다. 그런 의미에서 면도기는 남성에게 없어서는 안 될 제품임이 분명하다. 또한 남성뿐만 아니라 여성들도 제모를 위해 면도기를 사용하기도 한다. 면도기의 중요성은 점점 커져가고 있다는 것은 말할 것도 없는 것이 분명하다.
매일 아침, 하루를 면도로 시작하는 우리는 무뎌진 면도기 날을 보다가 면도기의 날은 어떤 재료로 이루어져 있으며, 좀 더 오래 사용하기 위해서는 어떤 공정이 필요한가에 의문을 두게 되었다. 일상에 사용되는 재료들을 재료 공학적 관점에서 살펴보는 이번 설계의 목적에 부합한다고 생각되어 이번 설계의 방향을 면도기 날의 분석으로 잡게 되었다.

2. 주제
면도기 날의 주재료인 오스테나이트계 스테인리스 강(SUS 304)의 결정학적 구조 분석

3. 설계 목적
면도기 날에 주로 사용되는 재료인 오스테나이트계 스테인리스강의 한 종류인 SUS 304에 대해 XRD를 통해 규명하고 분석한다. SUS 304의 주요 성분 중 크롬은 크롬 산화물(Cr2O3)로 표면 산화 피막을 형성하여 철의 표면을 부동화 시켜 부식을 억제한다고 한다. 우리는 XRD 분석을 통하여 부식 억제의 중요한 증거인 의 Peak을 찾는 것을 주목적으로 한다. 이를 통해 면도기 날의 부식 억제의 원리를 이해한다. 또한 SUS 304의 구조를 기반으로 XRD의 결과 값을 예상하고, 이를 ICDD card 값과 비교하여 차이를 알아보도록 한다.

4. 관련 이론
1) 스테인레스강
스테인리스강이란 일반적으로 화학적 성분 측면에서 크롬 성분이 최소 12wt%이상 함유되고, 표면 특성 측면에서 크롬 산화물을 주성분으로 하는 매우 얇고 치밀한 산화막이 표면에 존재하는 것을 특징으로 하는 강이다. 알루미늄의 표면에 알루미늄 산화물이 형성되어 부식을 억제하는 경우와 유사하게 대기 분위기에서 자연 발생적으로 형성된 크롬 산화물 막은 주위 환경으로부터 화학반응을 억제시켜 내식성을 향상시키는 역할을 하며 이와 같이 표면에 형성된 안정한 피막을 부동태피막이라고 부른다. 녹이 슬지 않는다는 의미인 stainless라는 형용사는 일반적으로 용어이면서 동시에 상대적인 개념으로 사용된다. 즉 Fe에 Cr이 첨가됨에 따라 상대적인 부착력이 있고 부동태인 산화 막의 형성에 의해 일반적으로 철의 내식성과 내산화성이 증진된다. 그러나 부식 환경에 따라서 Cr 함량이 높은 것이 부적절한 경우가 있으므로 부식 환경에 따른 스테인리스강 종 선택에 주의가 필요하며, 화학 성분이 열처리와 내식성에 미치는 영향을 이해하는 것은 중요하다.

참고문헌: 1) Structure and properties of engineering alloys, 2nd edition, Smith, William Fortune, 교보문고, 2009
2) 철강의 규격과 선택 Guide, 이종훈, Korea Institute of material science, 2009
3) Chemical Composition And Mechanical Property, Kwangil Corp, 16~17
4) A study on the Al-Cr diffusion coating of the austenitic stainless steel, 전북대학교, 김 환, 1994
5) Corrosion behavior of austenite stainless steels as separator material for molten carbonate fuel cell, 전북대학교, 박 일, 1993
6) A study on the realtionship of heat treatment and hardness in martensitic stainless steel, 전주대학교, 고홍열, 2001
7) http://www.assab-korea.com/korean/2518_KOR_HTML.htm
8) http://kr.blog.yahoo.com/eom_yonghoon/18008.html?p=1&t=3
9) http://www.uddeholm.co.jp/product/stainless.html
10) http://www.csmetal.co.kr/sts/sts2.htm

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