재료
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1. 개요
재료는 인류 역사를 보여주는 중요한 요소로, 시대에 따라 석기, 청동기, 철기 시대를 거쳐 강철, 플라스틱, 실리콘 시대로 발전해 왔다. 재료는 용도, 구조, 성질에 따라 다양하게 분류되며, 건축 자재, 단열재, 플라스틱, 세라믹, 금속, 복합재 등 다양한 종류가 있다. 재료는 화학적 공정을 통해 합쳐지거나 분리될 수 있으며, 원유를 정제하여 플라스틱을 생산하는 과정이 대표적이다. 또한, 증시에서는 주가 변동의 원인이 되는 사건이나 공시를 재료라고 부르며, 호재와 악재로 구분된다.
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| 재료 | |
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| 지도 | |
| 기본 정보 | |
| 정의 | 어떤 물체를 구성하는 데 사용되는 물질 또는 물질의 혼합물 |
| 분류 | 금속 세라믹 폴리머 복합재료 |
| 이미지 | |
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2. 역사
재료는 인류 역사를 보여준다. 선사 시대의 석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대는 19세기의 강철 시대, 그 다음 세기 중반의 고분자 시대(플라스틱 시대), 그리고 20세기 후반의 실리콘 시대로 이어졌다.[2]
2. 1. 선사 시대
재료는 인류 역사를 보여준다. 선사 시대의 세 시대(석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대)는 19세기의 강철 시대, 그 다음 세기 중반의 고분자 시대(플라스틱 시대), 그리고 20세기 후반의 실리콘 시대로 이어졌다.[2]2. 2. 19세기 이후
재료는 인류 역사를 보여준다. 선사 시대의 세 시대(석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대)는 19세기의 강철 시대, 그 다음 세기 중반의 고분자 시대(플라스틱 시대), 그리고 20세기 후반의 실리콘 시대로 이어졌다.[2]3. 분류
재료는 물질로 이루어진 하나의 사물을 뜻한다.
3. 1. 용도에 따른 분류
재료는 용도에 따라 크게 다음과 같이 분류할 수 있다.- 건축 자재는 건축에 사용된다.
- 단열재는 건물 내의 열을 유지하는 데 사용된다.
- 내화재는 고온 응용 분야에 사용된다.
- 핵물질은 원자력 발전과 무기에 사용된다.
- 항공우주 재료는 항공기 및 기타 항공우주 응용 분야에 사용된다.
- 생체재료는 생체 시스템과 상호 작용하는 응용 분야에 사용된다.
3. 2. 구조에 따른 분류
공학에서 재료는 미세 구조에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.[3]- 플라스틱: 합성 또는 반합성 재료로, 주요 성분으로 고분자를 사용하는 광범위한 재료이다.
- 세라믹: 비금속, 무기 고체
- 유리: 비정질 고체
- 결정: 구성 요소(예: 원자, 분자, 또는 이온)가 고도로 정렬된 미세 구조로 배열되어 모든 방향으로 확장되는 결정 격자를 형성하는 고체 재료이다.
- 금속: 순수 또는 혼합된 화학 원소로 특정 화학 결합 거동을 가진다.
- 합금: 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 화학 원소들의 혼합물이다.
- 고분자: 긴 탄소 또는 규소 사슬을 기반으로 하는 재료이다.
- 복합재: 하이브리드는 여러 재료의 조합, 예를 들어 복합재이다.
3. 3. 성질에 따른 분류
재료는 거시적 물리적 특성에 따라 비교 및 분류될 수 있다. 재료의 기계적 성질은 재료가 가해진 힘에 어떻게 반응하는지를 나타낸다.기계적 성질의 예시는 다음과 같다.
재료는 서로 다른 온도에서 열화되거나 특성이 변할 수 있다. 열적 특성에는 재료의 열전도율과 열용량이 포함되며, 이는 재료에 의한 열에너지의 전달과 저장과 관련이 있다. 다양한 조건 하에서 재료의 거동을 정량적으로 측정하여 재료를 비교하고 분류할 수 있다. 주목할 만한 추가적인 특성으로는 재료의 광학적, 전기적, 자기적 거동이 있다.[3]
4. 화학적 관점
화학적 관점에서, 철강, 모래, 자갈, 흙, 시멘트, 아스팔트 등은 건설 재료로 사용되며, 원유, 가스, 탄소, 수소, 산소 등은 화학 산업에서 중요한 재료로 활용된다.
4. 1. 기초 화학
고대 사회에서는 나무나 돌 등을 이용하거나 금속을 물리적으로 제련하여 물건을 만들었으나, 현대에는 화학 기술의 발달로 보다 자유롭게 재료를 다룰 수 있게 되었다.재료는 화학적 공정을 통해 합쳐지거나 분리될 수 있다. 예를 들어 원유는 증류 과정을 통해 휘발유 등의 정제된 기름과 아스팔트 찌꺼기 등으로 분리할 수 있다. 휘발유를 다시 분리하면 나프타를 얻을 수 있고 나프타를 다시 열분해하면 에틸렌과 프로필렌이 얻어진다. 에틸렌과 프로필렌은 작은 단위의 분자인데, 중합반응(polymerization)을 통해 이를 고분자로 합성하면 각각 폴리에틸렌과 폴리프로필렌, 즉 플라스틱이 얻어진다.[5][6]
즉 원유는 나프타의 재료가 되고, 나프타는 에틸렌과 프로필렌의 재료가 되고, 에틸렌과 프로필렌은 플라스틱의 재료가 되는 셈이다. 원유를 재료로 해서 휘발유 등의 일차적인 소재를 분리하는 분야를 기초화학이라 하고, 기초화학에서 생성한 재료로 더 복잡한 재료를 만드는 분야를 정밀화학이라고 한다.
4. 2. 정밀 화학
현대에는 화학 기술의 발달로 재료를 보다 자유롭게 다룰 수 있게 되었다. 재료는 화학적 공정을 통해 합쳐지거나 분리될 수 있다. 예를 들어 원유는 증류 과정을 통해 휘발유 등의 정제된 기름과 아스팔트 찌꺼기 등으로 분리할 수 있다. 휘발유를 다시 분리하면 나프타를 얻을 수 있고 나프타를 다시 열분해하면 에틸렌과 프로필렌이 얻어진다. 에틸렌과 프로필렌은 작은 단위의 분자인데, 중합반응(polymerization)을 통해 이를 고분자로 합성하면 각각 폴리에틸렌과 폴리프로필렌, 즉 플라스틱이 얻어진다.[5][6]즉 원유는 나프타의 재료가 되고, 나프타는 에틸렌과 프로필렌의 재료가 되고, 에틸렌과 프로필렌은 플라스틱의 재료가 되는 셈이다. 원유를 재료로 해서 휘발유 등의 일차적인 소재를 분리하는 분야를 기초화학이라 하고, 기초화학에서 생성한 재료로 더 복잡한 재료를 만드는 분야를 '''정밀화학'''이라고 한다.
5. 한국 경제와 재료 산업
한국 경제에서 재료 산업은 건설 및 화학 산업과 밀접하게 연관되어 있다. 건설 산업에서는 철강, 모래, 자갈, 흙, 시멘트, 아스팔트 등이 주요 재료로 사용된다. 화학 산업에서는 원유, 가스, 탄소, 수소, 산소 등이 필수적인 재료로 활용된다.
6. 증시 용어
증시에서 주가 등락의 원인이 되는 사건 또는 공시를 재료(材料)라고 한다.[7] 재료에는 주가 상승을 이끄는 호재와, 주가를 하락시키는 악재가 있다.
참조
[1]
웹사이트
Definition of MATERIAL
https://www.merriam-[...]
2023-08-29
[2]
웹사이트
Materials that shaped history {{!}} School of Materials Science and Engineering – UNSW Sydney
https://www.unsw.edu[...]
2023-08-29
[3]
서적
Materials engineering, science, processing and design
Elsevier
[4]
논문
A brief intro to metamaterials
https://ieeexplore.i[...]
2005-01-00
[5]
백과사전
Daum 백과사전
[6]
간행물
납사분해(NCC) 공정
KOSHA
2011-04-23
[7]
사전
네이버 국어사전
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