금속재료기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

금속재료기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 금속조직학

1. 강의 마텐자이트 변태시 Ms 점을 강하시키는 경우는?

  1. 결정립의 조대화에 의해
  2. 높은 오스테나이트화 온도에 의해
  3. Co, Al 등 첨가원소의 영향에 의해
  4. Ms 점 직상에서의 가공응력에 의해
(정답률: 64%)
  • 강의 마텐자이트 변태시 Ms 점을 강하게 만드는 가장 큰 이유는 높은 오스테나이트화 온도에 의해 결정립의 조대화가 일어나기 때문입니다. 이는 마텐자이트가 형성되기 전에 오스테나이트 상태에서 결정립이 더욱 성장하게 되어 Ms 점을 높여주는 효과가 있습니다.
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2. 순철의 상태도에서 가열시 γ-Fe이 나타나는 변태를 나타내는 것은?

  1. Ac2
  2. Ar2
  3. Ac3
  4. Ar3
(정답률: 82%)
  • 순철의 상태도에서 가열시, 우선 α-Fe에서 FCC 구조의 강체인 γ-Fe로 변화합니다. 이때, γ-Fe가 형성되는 온도를 나타내는 변태선이 Ac3입니다. 따라서, Ac3는 γ-Fe가 형성되는 온도를 나타내는 변태선이므로 정답입니다.
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3. 스피노달 분해(spinodal decomposition)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. (d2G/dX2) ＜ 0 이 만족될 때 스피노달 분해가 일어난다.
  2. 합금의 조성이 스피노달 영역 밖에 존재하면 합금은 준안정상태가 된다.
  3. 스피노달 조성 밖의 합금에서는 변태가 핵의 생성과 성장과정에 의해 진행되어야 한다.
  4. 스피노달 분해가 일어나기 위해서는 합금은 자유에너지 곡선상에서 두 변곡점 사이의 조성을 가져서는 안 된다.
(정답률: 75%)
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4. 금속의 변태점 측정방법이 아닌 것은?

  1. 비열법
  2. 열분석법
  3. 자기분석법
  4. 성분분해법
(정답률: 66%)
  • 금속의 변태점 측정은 금속의 물성 변화를 이용하여 측정하는 것이다. 비열법은 열용량을 이용하여 측정하는 방법, 열분석법은 열반응을 이용하여 측정하는 방법, 자기분석법은 자기적 성질을 이용하여 측정하는 방법이다. 하지만 성분분해법은 금속의 변태점 측정과는 관련이 없는 방법으로, 금속의 화학적 성분을 분해하여 분석하는 방법이다. 따라서 성분분해법은 금속의 변태점 측정 방법이 아니다.
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5. 열간 인발한 알루미늄의 횡단면 조직을 관찰한 결과 중심부에는 매우 미세한 결정립으로 구성되어 있으나 가장자리는 현저한 조대입자의 생성이 관찰되었을 때의 원인과 방지대책으로 적합한 것은?

  1. 원인 : 편석, 대책 : 재어닐링을 실시한다.
  2. 원인 : 불균일한 변형도, 대책 : 인발도를 증가시킨다.
  3. 원인 : 불순물 원소의 확산, 대책 : 재어닐링을 실시한다.
  4. 원인 : 공정온도의 불균일, 대책 : 공정온도를 상향 조정한다.
(정답률: 79%)
  • 알루미늄의 횡단면 조직에서 가장자리에 현저한 조대입자의 생성이 관찰되었다면, 이는 불균일한 변형도에 의한 것일 가능성이 높습니다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 인발도를 증가시키는 것이 적합한 대책입니다. 인발도를 증가시키면 불균일한 변형도를 개선할 수 있기 때문입니다.
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6. 다음 중 회복에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 축적에너지가 회복의 구동력이다.
  2. 회복이 일어나면 새로운 결정립이 생성된다.
  3. 체심입방구조의 금속은 회복속도가 빠르다.
  4. 가공으로 생성된 점결함들이 사라지는 과정이다.
(정답률: 80%)
  • "가공으로 생성된 점결함들이 사라지는 과정이다."가 틀린 설명입니다.

    회복은 결정 구조의 손상이나 변형을 일으킨 후, 축적된 에너지를 이용하여 구조를 복원하는 과정입니다. 이 과정에서 새로운 결정립이 생성됩니다. 체심입방구조의 금속은 회복속도가 빠르며, 축적된 에너지가 회복의 구동력이 됩니다. 따라서, 회복은 결함이나 손상을 복원하는 과정이며, 가공으로 생성된 결함들이 사라지는 과정은 단순히 회복 중 하나의 과정일 뿐입니다.
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7. 다음 중 페라이트의 강도를 향상시키기 위한 첨가원소의 고려사항으로 틀린 것은?

  1. Fe와 전기음성도 차이가 큰 원소
  2. Fe와 다른 결정 구조의 원소
  3. Fe와 원자직경의 차이가 큰 원소
  4. 탄소의 고용도가 작은 원소
(정답률: 60%)
  • "탄소의 고용도가 작은 원소"가 틀린 것이다. 페라이트의 강도를 향상시키기 위한 첨가원소는 탄소와 같이 고용도가 작은 원소를 첨가하여 고체 용해도를 낮추는 것이 일반적이다. 이는 페라이트의 결정 구조를 안정화시켜 강도를 향상시키기 때문이다. "Fe와 전기음성도 차이가 큰 원소"는 페라이트의 강도를 향상시키기 위한 첨가원소로 적합하다. 이는 전기음성도 차이가 큰 원소가 Fe와 결합할 때 강한 결합을 형성하므로 페라이트의 강도를 향상시킬 수 있다.
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8. 마텐자이트 변태의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 변태 시 조성변화가 없다.
  2. 단상(單相)에서 단상으로 변화한다.
  3. 마텐자이트 상 안에는 격자결함이 없다.
  4. 변태와 함께 표면에 기복을 수반한다.
(정답률: 75%)
  • "마텐자이트 상 안에는 격자결함이 없다."가 틀린 것이다. 마텐자이트는 강철 내부에서 발생하는 변태 중 하나로, 고온에서 빠른 냉각이 일어나면 발생한다. 이 때, 마르텐사이트 상이 형성되는데, 이 상 안에는 격자결함이 많이 존재한다. 따라서, "마텐자이트 상 안에는 격자결함이 많이 존재한다."라는 설명이 맞다.
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9. 금속의 소성변형기구가 아닌 것은?

  1. 슬립
  2. 쌍정
  3. 핵생성
  4. 입계미끄럼
(정답률: 83%)
  • 핵생성은 금속의 소성변형과는 관련이 없는 핵물리학적인 현상입니다. 따라서, 다른 보기들인 "슬립", "쌍정", "입계미끄럼"은 모두 금속의 소성변형과 관련된 기구나 현상이지만, 핵생성은 그렇지 않습니다.
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10. 오스테나이트 안정화 원소에 해당되는 것은?

  1. Mn
  2. Si
  3. Cr
  4. Nb
(정답률: 82%)
  • 오스테나이트 안정화 원소는 탄소강의 성질을 개선시키기 위해 첨가되는 원소로, 고온에서 오스테나이트 상태를 유지시켜주는 역할을 합니다. 이 중에서도 Mn은 탄소와 함께 합금을 이루어 강도와 경도를 높이는 효과가 있으며, 오스테나이트 안정화 원소로 널리 사용됩니다.
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11. 완전 규칙상태에서 금속결정의 규칙도는?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. 1.5
(정답률: 88%)
  • 완전 규칙상태에서 금속결정의 규칙도는 "1"이다. 이는 완전 규칙상태에서 금속결정이 이루어지면 모든 원자들이 규칙적으로 배열되어 있기 때문이다. 따라서 규칙도 값이 1이 되는 것이다.
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12. 냉간가공 후 수행하는 풀림처리(annealing)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 열적으로 활성화 된 전위의 슬립에 의해 연화된다.
  2. 열응력(thermalstress)에 의해 강화된다.
  3. 재료의 강도에 영향을 미치지 않는다.
  4. 전위밀도의 감소에 의해 연화된다.
(정답률: 82%)
  • 냉간가공으로 인해 재료 내부에 생긴 응력을 제거하고 결정구조를 안정화시키기 위해 수행하는 풀림처리(annealing)에서는 전위밀도가 감소하면서 재료가 연화됩니다. 이는 전위밀도가 높을수록 결정구조 내부에서 슬립이 일어나기 쉽기 때문입니다. 따라서 전위밀도가 감소하면 슬립이 일어나지 않아 결정구조가 안정화되고, 재료의 강도와 연성이 개선됩니다.
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13. 다음 중 결정구조가 다른 하나는?

  1. Co
  2. Fe
  3. Zr
  4. Ti
(정답률: 77%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
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14. 성분 금속 A와 B가 전 농도에 걸쳐 액상과 고상에서 어떠한 비율로도 고용체를 만들 때를 무엇이라고 하는가?

  1. 편정형 고용체
  2. 공정형 고용체
  3. 포석형 고용체
  4. 전율 고용체
(정답률: 87%)
  • 전율 고용체는 금속 A와 B가 전 농도에 걸쳐 액상과 고상에서 어떠한 비율로도 고용체를 만들 때를 말한다. 이는 금속 A와 B가 서로 균일하게 혼합되어 있어서 어떤 위치에서도 같은 비율로 존재하기 때문에 전율 고용체라고 부른다. 다른 고용체들은 특정한 온도나 농도 범위에서만 형성되는 반면, 전율 고용체는 넓은 온도와 농도 범위에서 형성되기 때문에 더욱 중요하다.
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15. 금속간 화합물에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유기화합물과 같이 원자가 법칙을 따른다.
  2. 일반적으로 연하며, 간단한 결정구조를 갖는다.
  3. 일반적으로 융점이 낮아 고온에서 분해하지 않는다.
  4. 용매 Al에 Cu를 가하여 CuAl2합금을 형성하는 것을 말한다.
(정답률: 88%)
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16. 규칙화 합금에서 규칙도는 합금계, 온도, 열처리 등에 의해 변화하여 규칙화 영역이 서로 접하는 면이 생기는 경우가 있는데 이를 무엇이라 하는가?

  1. 입계
  2. 상경계
  3. 역위상경계
  4. 적층결함계
(정답률: 74%)
  • 규칙화 합금에서 규칙도는 합금 내부의 구조와 성질을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 규칙화 합금은 일정한 비율로 혼합된 두 개 이상의 금속 원소로 이루어진 합금으로, 이러한 합금에서는 원소의 비율, 온도, 열처리 등에 따라 규칙도가 변화하게 된다.

    이때 규칙화 영역이 서로 접하는 면을 역위상경계라고 한다. 역위상경계는 규칙도가 서로 다른 두 규칙화 영역이 만나는 경계면으로, 이곳에서는 구조와 성질이 크게 변화하게 된다. 따라서 역위상경계는 규칙화 합금에서 중요한 구조적 특징 중 하나이다.

    따라서 정답은 "역위상경계"이다.
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17. 다음 중 격자상수가 a=b≠c 이고, 축각이 α=β=γ=90° 인 결정계는?

  1. 입방정계
  2. 정방정계
  3. 사방정계
  4. 삼사정계
(정답률: 80%)
  • 격자상수가 a=b≠c 이므로, 모든 면이 정사각형이고 모든 각도가 90°이다. 따라서, 이 결정계는 모든 면과 모서리의 길이가 같은 정육면체 모양을 가지며, 이를 "정방정계"라고 한다.
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18. 응축계(Condensed system)에서 적용되는 자유도를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, F : 자유도, P : 상의 수, C : 성분의 수, 대기압 : 1기압으로 일정하다.)

  1. F = C + 1 – P
  2. F = C + 2 - P
  3. F = C + 3 – P
  4. F = C - P
(정답률: 87%)
  • 정답은 "F = C + 1 – P" 이다.

    응축계에서는 상의 수 P와 대기압이 일정하므로, 시스템의 상태를 결정하는 변수는 성분의 수 C와 온도, 또는 압력 등이 된다. 이 때, 상태를 결정하는 변수의 수를 자유도라고 한다.

    응축계에서는 상의 수 P가 일정하므로, 성분의 수 C와 자유도 F는 반비례 관계에 있다. 따라서, 성분의 수 C가 증가하면 자유도 F는 감소하고, 성분의 수 C가 감소하면 자유도 F는 증가한다.

    또한, 응축계에서는 대기압이 일정하므로, 온도나 압력 등의 변수 중 하나가 결정되면 다른 변수는 자동으로 결정된다. 따라서, 응축계에서는 변수의 수가 C + 1개이다.

    따라서, 자유도 F는 C + 1 – P로 표현할 수 있다.
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19. 프랭크 리드 원(Frank-Read source)과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 전위의 생성원이다.
  2. 침입형 원자의 공급원이다.
  3. 결정입계의 이동을 용이하게 한다.
  4. 빈자리 이동에 가장 중요한 기구이다.
(정답률: 75%)
  • 프랭크 리드 원은 결정입계 내에서 전위의 생성원으로 작용하여 결정입계 내에서 빈자리 이동을 용이하게 하고, 따라서 결정입계의 이동을 가능하게 합니다. 따라서 "전위의 생성원이다."가 정답입니다.
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20. 재결정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 재결정 온도가 감소하면 어닐링 시간이 감소한다.
  2. 금속의 순도가 높을수록 재결정 온도는 증가한다.
  3. 변형 정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 높아진다.
  4. 가공온도가 증가하면 같은 재결정 거동을 얻는데 필요한 변형량이 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 재결정은 금속의 결함을 제거하고 결정의 크기와 모양을 조절하는 과정입니다. 이를 위해서는 일정한 재결정 온도가 필요합니다. 변형 정도가 작을수록 결함이 적으므로 재결정을 일으키기 위해서는 높은 온도가 필요합니다. 따라서 "변형 정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 높아진다."가 옳은 설명입니다.
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2과목: 금속재료학

21. 탄소강의 5대 원소가 아닌 것은?

  1. C
  2. Mn
  3. Si
  4. Mo
(정답률: 86%)
  • 탄소강의 5대 원소는 C, Mn, Si, Cr, Ni 이지만, 보기에서는 Cr과 Ni 대신 Mo가 포함되어 있습니다. 따라서 Mo는 탄소강의 5대 원소가 아닙니다.
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22. 마르에이징(maraging)강에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 극저탄소강 마텐자이트를 시효처리한 강이다.
  2. 고탄소강으로 Mn이 함유된 강이다.
  3. 우수한 인성을 위해 탄소함량이 매우 낮다.
  4. 금속간 화합물에 의한 석출강화로 강도를 높인 강이다.
(정답률: 70%)
  • 마르에이징 강은 고탄소강이 아니라 극저탄소강 마텐자이트를 시효처리한 강입니다. 따라서 "고탄소강으로 Mn이 함유된 강이다."가 틀린 설명입니다.
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23. 다음 중 불변강의 종류가 아닌 것은?

  1. Invar
  2. Elinvar
  3. Inconel
  4. Superinvar
(정답률: 88%)
  • Inconel은 불변강이 아닙니다. Inconel은 니켈과 크롬 등의 합금으로, 고온과 고압에서 내식성과 내열성이 뛰어나기 때문에 항공 및 우주 산업에서 사용됩니다.
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24. 황동의 자연균열(season cracking)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 외부에서의 인장하중에 의해서도 일어난다.
  2. Hg 및 그 화합물은 균열을 일으키게 한다.
  3. 암모니아 혹은 그 유도체가 있을 때에는 자연균열을 방지한다.
  4. 아연량이 많은 가공재를 180~260℃에서 응력제거풀림하면 자연균열을 방지할 수 있다.
(정답률: 72%)
  • 암모니아 혹은 그 유도체가 있을 때에는 자연균열을 방지한다는 설명이 틀립니다. 실제로는 암모니아나 그 유도체가 황동의 자연균열을 일으키는 원인 중 하나입니다. 암모니아나 그 유도체가 없을 때에는 황동이 공기 중의 산화물과 반응하여 표면에 산화막이 생기고, 이 산화막이 균열을 막아주는 역할을 합니다.
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25. Ti합금의 기본이 되는 합금형이 아닌 것은?

  1. α형
  2. β형
  3. η형
  4. (α+β)형
(정답률: 88%)
  • Ti합금의 기본이 되는 합금형은 "α형"과 "β형"이며, 이 두 합금형을 혼합한 "(α+β)형"도 Ti합금의 기본이 됩니다. 그러나 "η형"은 Ti합금의 기본이 되는 합금형이 아닙니다. 이유는 "η형"은 비교적 최근에 개발된 합금형으로, 기존의 Ti합금과는 구성 요소와 성질이 다르기 때문입니다. "η형"은 주로 고강도 및 고내식성을 요구하는 분야에서 사용됩니다.
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26. 해드필드(hadfield) 강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베이나이트 조직을 가진 강이다.
  2. 고온에서 서냉하면 결정립계에 M3C가 석출한다.
  3. 고온에서 서냉하면 오스테나이트가 마텐자이트로 변태한다.
  4. 열전도성이 나쁘고, 팽창계수도 커서 열변형을 일으킨다.
(정답률: 72%)
  • "베이나이트 조직을 가진 강이다."가 틀린 설명입니다. 해드필드 강은 오스테나이트 조직을 가지며, 고온에서 서냉하면 마텐자이트로 변태됩니다. 베이나이트 조직은 탄소 함량이 매우 낮은 강에서 나타나는 조직으로, 해드필드 강과는 다른 조직입니다.
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27. 전자강판(규소강판)에 요구되는 특성으로 옳은 것은?

  1. 철손(鐵損)이 클 것
  2. 투자율이 높고 포화자속밀도가 높을 것
  3. 사용 중에 자기 시효 변화가 클 것
  4. 박판을 적층하여 사용할 때 층간 저항이 낮을 것
(정답률: 81%)
  • 전자강판은 전자기장을 이용하여 회로를 제어하는데 사용되는 재료이므로, 전기적 특성이 중요합니다. 따라서 투자율이 높고 포화자속밀도가 높을수록 전기적 손실이 적어지고 전기적 효율이 높아집니다. 이는 전자기장을 통과하는 전류의 손실을 최소화하고, 전자기장의 강도를 유지하기 위해서 필요합니다. 철손이 클 경우 전기적 손실이 커지므로 요구되는 특성이 아닙니다. 사용 중에 자기 시효 변화가 클 경우 회로의 안정성이 떨어지므로 요구되는 특성이 아닙니다. 박판을 적층하여 사용할 때 층간 저항이 낮을수록 전기적 손실이 적어지므로 요구되는 특성이긴 하지만, 전자강판의 특성으로는 투자율과 포화자속밀도가 더 중요합니다.
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28. Mg-Al계 합금에 Zn과 Mn을 소량 첨가한 합금을 무엇이라 하는가?

  1. 실루민(Silumin)합금
  2. 엘렉트론(Elektron)
  3. 퍼말로이(Permalloy)합금
  4. 하이드로날름(Hydronalium)합금
(정답률: 73%)
  • Mg-Al계 합금에 Zn과 Mn을 소량 첨가한 합금은 "엘렉트론(Elektron)"이라고 불린다. 이는 이 합금이 전기전도성과 열전도성이 뛰어나며, 경량화와 고강도화에 적합하다는 특징 때문이다. 또한, 항공기 부품, 자동차 부품, 전자기기 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
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29. 강에서 발생하는 백점(flake)의 주 원인은?

  1. S
  2. H2
  3. N
  4. O2
(정답률: 86%)
  • 강에서 발생하는 백점의 주 원인은 물에 용해된 이산화탄소(CO2)가 물과 반응하여 탄산(H2CO3)을 생성하는 것입니다. 이 탄산은 물과 반응하여 수소 이온(H+)과 탄산 이온(HCO3-)으로 분해됩니다. 이 때, 수소 이온은 물 분자와 결합하여 수소 이온 농도가 증가하고, 이로 인해 물의 pH가 낮아지게 됩니다. 이산화황(SO2)와 질소산화물(NOx) 등 다른 대기 오염물질도 백점 발생에 영향을 미치지만, 이들은 H2보다는 상대적으로 적은 영향을 미칩니다.
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30. 강을 풀림할 경우 Austenite를 가능한 한 빨리 Pearlite로 변태시키기 위하여 S곡선의 Nose 또는 이보다 약간 높은 온도에서 처리하는 열처리 방법은?

  1. 완전 풀림(full annealing)
  2. 항온 풀림(isothermal annealing)
  3. 중간 풀림(process annealing)
  4. 변태점직하 풀림(subcritical annealing)
(정답률: 83%)
  • 항온 풀림(isothermal annealing)은 Austenite를 Pearlite로 변태시키기 위해 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 처리하는 열처리 방법입니다. 이 방법은 S곡선의 Nose 또는 이보다 약간 높은 온도에서 처리하여 Austenite가 Pearlite로 변태될 때 생성되는 시간이 최소화되어 빠른 처리가 가능합니다. 따라서 Austenite를 빠르게 Pearlite로 변태시키기 위해서는 항온 풀림 방법이 적합합니다.
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31. 백선 또는 반선에 Ca-Si 합금을 0.3% 정도 첨가하여 미세흑연을 균일하게 분포시킨 펄라이트(Pearlite) 기지의 주철은?

  1. Meehanite 주철
  2. Acicular 주철
  3. Ni hard 주철
  4. Chilled 주철
(정답률: 73%)
  • 백선 또는 반선에 Ca-Si 합금을 첨가하여 미세흑연을 균일하게 분포시킨 펄라이트 기지의 주철은 Meehanite 주철이다. Meehanite 주철은 고온에서 빠른 냉각을 통해 형성되는 주철로, 미세한 펄라이트와 석출된 카바이드를 함유하고 있어 내마모성과 내부식성이 뛰어나다. 또한, 높은 경도와 인성을 가지고 있어 기계부품 등에 많이 사용된다.
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32. 다음 중 Mg의 특성을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 융점은 약 1100°C 이다.
  2. 비강도가 커서 항공우주용 재료로 사용된다.
  3. 감쇠능이 주철보다 커서 소음방지 구조재로서 우수하다.
  4. 상온에서 100°C까지는 장시간에 노출되어도 치수의 변화가 거의 없다.
(정답률: 71%)
  • "융점은 약 1100°C 이다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. Mg는 비교적 낮은 융점을 가지고 있어 약 1100°C에서 녹는다. 이는 다른 금속들과 비교했을 때 낮은 편에 속한다. 이는 Mg가 가벼운 금속이기 때문에 발생하는 현상이다.
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33. 금속분말을 소결처리 할 때 성형체에서 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 분말입자의 완전 용융
  2. 내부응력의 변화
  3. 치수의 변화
  4. 상의 변화
(정답률: 73%)
  • 금속분말을 소결처리 할 때 성형체에서 일어나는 현상 중 "분말입자의 완전 용융"은 일어나지 않는다. 이는 분말입자가 완전히 용융되어 성형체가 형성되는 것이 아니라, 분말입자들이 서로 결합하여 성형체가 형성되기 때문이다. 따라서 "분말입자의 완전 용융"은 성형체에서 일어나지 않는 현상이다.
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34. 다음 중 초소성을 유발하여 재료의 초소성을 얻기 위한 초기 조직 조건이 아닌 것은?

  1. 모상입계는 저경각인 편이 좋다.
  2. 결정립의 모양은 등축이어야 한다.
  3. 결정립도는 μm이하로 미세하여야 한다
  4. 제2상이 수%에서 50% 정도 존재하는 것이 좋다.
(정답률: 66%)
  • - "모상입계는 저경각인 편이 좋다."의 이유는, 초소성을 유발하기 위해서는 초소핵이 형성되어야 하는데, 모상입계가 저경각이면 초소핵 형성이 용이하기 때문이다. 모상입계가 고경각이면 초소핵 형성이 어렵고, 초소성이 발생하기까지 더 많은 에너지가 필요하다.

    - "결정립의 모양은 등축이어야 한다."는 초소성을 유발하는데 직접적인 영향을 미치지는 않는다. 등축 모양이면 결정립이 균일하게 성장할 수 있어서, 초소성 발생 후 성장하는 과정에서 불균일한 성장이 일어나지 않도록 도와준다.

    - "결정립도는 μm이하로 미세하여야 한다"는 초소성을 유발하는데 직접적인 영향을 미치지는 않는다. 결정립도가 미세하면 초소핵 형성이 용이하고, 초소성 발생 후 성장하는 과정에서 불균일한 성장이 일어나지 않도록 도와준다.

    - "제2상이 수%에서 50% 정도 존재하는 것이 좋다."는 초소성을 유발하는데 직접적인 영향을 미치지는 않는다. 제2상이 존재하면 초소핵 형성이 용이하고, 초소성 발생 후 성장하는 과정에서 불균일한 성장이 일어나지 않도록 도와준다.
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35. 주철과 비교한 주강의 성질을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 주철에 비하여 용융점이 높다.
  2. 주철에 비하여 응고시 수축률이 작다.
  3. 주철에 비하여 기계적 성질이 우수하다.
  4. 주철에 비하여 용접에 의한 보수가 용이하다.
(정답률: 59%)
  • "주철에 비하여 응고시 수축률이 작다."가 틀린 것입니다. 주강은 주철과 비교하여 응고시 수축률이 큽니다. 이는 주강이 주철보다 탄성계수가 작기 때문에 발생하는 현상입니다.
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36. 일반적인 금속 분말에 325mesh 이하의 미립분말을 첨가하는 경우 겉보기 밀도가 변화하게 된다. 초기 분말의 형상과 겉보기 밀도의 변화가 옳게 짝지어진 것은?

  1. 초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 : 증가
    초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 : 증가
  2. 초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 : 감소
    초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 : 증가
  3. 초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 : 증가
    초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 : 감소
  4. 초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 : 감소
    초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 : 감소
(정답률: 78%)
  • 초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 겉보기 밀도가 증가하는 이유는, 구상 분말 입자는 공간을 차지하는 부피가 크기 때문에 미립자로 분쇄된 경우에는 입자 간 간격이 줄어들어 겉보기 밀도가 증가한다. 반면, 초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 겉보기 밀도가 감소하는 이유는, 판상 분말 입자는 입자 간 간격이 크기 때문에 미립자로 분쇄된 경우에는 입자 간 간격이 줄어들어 겉보기 부피가 증가하고, 이에 따라 겉보기 밀도가 감소하기 때문이다. 따라서 정답은 "초기 분말이 구상 분말 입자인 경우 : 증가, 초기 분말이 판상 분말 입자인 경우 : 감소"이다.
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37. 탄소강에서 보통 200~300°C에서 연신율과 단면 수축율이 상온보다 저하되어 단단하고 깨지기 쉬운 성질은?

  1. 동소취성
  2. 상온취성
  3. 적열취성
  4. 청열취성
(정답률: 80%)
  • 탄소강은 일반적으로 200~300°C에서 청열취성을 보입니다. 이는 온도가 낮아지면서 금속의 구조가 변화하고, 이에 따라 연신율과 단면 수축율이 감소하여 단단하고 깨지기 쉬운 성질을 보이기 때문입니다. 따라서 탄소강은 저온에서 사용되는 부품이나 기계에 적합합니다.
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38. 표점거리 100mm인 인장시험편의 연신율이 30% 였을 때 늘어난 길이는 몇 mm 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 83%)
  • 연신율은 원래 길이에 대한 변형률을 나타내는 지표입니다. 따라서 연신율이 30%라는 것은 원래 길이의 30%만큼 늘어났다는 것을 의미합니다. 따라서 늘어난 길이는 100mm의 30%인 30mm이 됩니다. 따라서 정답은 "30"입니다.
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39. 탄소강에 합금원소를 첨가하여 합금강(특수강)을 만드는 목적으로 적당하지 않은 것은?

  1. 저온에서의 충격강도를 높인다.
  2. 열처리의 질량효과를 높인다.
  3. 부식환경에서의 내식성을 개선한다.
  4. 고온에서의 내열성(내산화성)을 개선한다.
(정답률: 78%)
  • 열처리의 질량효과를 높이는 것은 합금강의 미세조직을 조절하여 강도와 인성을 향상시키는 것을 의미합니다. 따라서 이것은 합금강의 목적에 맞는 것입니다. 그러나 저온에서의 충격강도를 높이는 것, 부식환경에서의 내식성을 개선하는 것, 고온에서의 내열성(내산화성)을 개선하는 것도 모두 합금강의 목적에 맞는 것입니다. 따라서 정답은 없습니다.
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40. 강괴의 응고조직이나 단조압연상태의 좋고 나쁨 등을 조사하는 수단으로 강편이나 강제품의 결함 및 품질 상태를 검출하는 품질판정법으로 적합한 것은?

  1. 경화능시험
  2. 결정립도시험
  3. 설퍼프린트시험
  4. 매크로조직시험
(정답률: 81%)
  • 강편이나 강제품의 결함 및 품질 상태를 검출하는 것은 강괴의 응고조직이나 단조압연상태의 좋고 나쁨 등을 조사하는 것과 관련이 있습니다. 이러한 조사를 위해서는 강편이나 강제품의 크기와 형태, 그리고 내부 구조 등을 분석해야 합니다. 이때 사용되는 수단 중 하나가 매크로조직시험입니다. 매크로조직시험은 강편이나 강제품의 크기와 형태, 그리고 내부 구조 등을 광범위하게 분석하여 결함 및 품질 상태를 판정하는 것입니다. 따라서 강편이나 강제품의 결함 및 품질 상태를 검출하는 품질판정법으로 매크로조직시험이 적합합니다.
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3과목: 야금공학

41. 황 32kg을 완전 연소시키기 위하여 필요한 산소량은 몇 kg 인가?

  1. 32
  2. 16
  3. 12
  4. 2
(정답률: 83%)
  • 황(H₂S)의 분자량은 32이므로, 1 몰의 황을 연소시키기 위해서는 32 g의 산소가 필요합니다. 따라서 32 kg의 황을 완전 연소시키기 위해서는 32 kg의 산소가 필요합니다. 따라서 정답은 "32"입니다.
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42. 밀폐된 용기 속에 있는 표준상태(0°C, 1기압)의 헬륨 224ℓ를 100°C로 가열할 때 엔탈피 변화량(ΔH)은 몇 J 인가? (단, He는 이상기체이고, Cv = 3/2 R, Cp = 5/2 R 이며, 기체상수 R은 8.3144 J/k·mol 이다.)

  1. 2078J
  2. 6676J
  3. 20786J
  4. 66763J
(정답률: 67%)
  • 먼저, 엔탈피 변화량(ΔH)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔH = nCpΔT

    여기서 n은 몰수, Cp는 등압열용량, ΔT는 온도 변화량이다.

    먼저, 몰수를 구해보자.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, R은 기체상수, T는 온도이다.

    표준상태에서의 부피는 224ℓ이므로, 이를 모든 변수에 대입하여 n을 구할 수 있다.

    n = PV/RT = (1 atm) x (224 L) / (8.3144 J/K·mol x 273 K) = 0.0104 mol

    다음으로, 등압열용량을 구해보자.

    Cp = Cv + R

    여기서 Cv는 등체적열용량이고, R은 기체상수이다.

    Cv = 3/2 R = 3/2 x 8.3144 J/K·mol = 12.4716 J/K·mol

    따라서,

    Cp = Cv + R = 12.4716 J/K·mol + 8.3144 J/K·mol = 20.786 J/K·mol

    마지막으로, 온도 변화량을 구해보자.

    ΔT = 100°C - 0°C = 100 K

    이제, ΔH를 구할 수 있다.

    ΔH = nCpΔT = 0.0104 mol x 20.786 J/K·mol x 100 K = 20786 J

    따라서, 정답은 "20786J"이다.
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43. A-B 2성분계 용액에서 각 성분의 활동도 계수가 전조성 범위에서 1보다 큰 경우 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 용액을 만들 때 열이 발생한다.
  2. 라울의 법칙으로부터 부편차를 나타낸다.
  3. 같은 성분끼리 모이려는 밀집 경향을 나타낸다.
  4. 온도가 높아지면 활동도 계수값이 커지는 경향을 나타낸다.
(정답률: 71%)
  • 정답은 "같은 성분끼리 모이려는 밀집 경향을 나타낸다."입니다.

    활동도 계수가 전조성 범위에서 1보다 크다는 것은 용액 내에서 성분 분자들이 서로 상호작용을 하여 용액 내에서 실제 농도보다 높은 활동 농도를 가지고 있다는 것을 의미합니다. 이러한 상황에서 같은 성분끼리는 서로 상호작용을 하여 더 밀집하게 모이는 경향이 있습니다. 이는 용액의 상태를 나타내는 중요한 특성 중 하나입니다.
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44. 규사(SiO2)가 1800K에서 환원될 때 (SiO2+2C → Si+2CO) 엔트로피변화는 의 식에 의하여 계산되는데 이때 ΔS298의 값은 약 몇 J/mole·K 인가? (단, 298K에서 SCO=47.31, SSℓ=4.50, SC=1.36, SSℓO=10.0, 단위는 cal/°C·mole 이다.)

  1. 169.03J/mole·K
  2. 274.05J/mole·K
  3. 361.5J/mole·K
  4. 504.2J/mole·K
(정답률: 54%)
  • 먼저, ΔS298를 계산하기 위해서는 각 물질의 엔트로피 값을 알아야 한다.

    SiO2의 엔트로피 값은 주어져 있지 않으므로, 이를 구하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.

    1. ΔS298를 구하기 위해 필요한 반응 엔트로피를 계산한다.

    ΔSrxn = ΣnS피생물질 - ΣnS생성물질

    여기서,

    - 피생물질: SiO2, 2C
    - 생성물질: Si, 2CO

    따라서,

    ΔSrxn = (1 mol)(SSi) + (2 mol)(SCO) - (1 mol)(SSiO2) - (2 mol)(SC) = SSi + 2SCO - SSiO2 - 2SC

    2. ΔSrxn를 이용하여 SiO2의 엔트로피 값을 구한다.

    ΔSrxn = ΔS298 + ΣnCpln(T/298)

    여기서,

    - ΔS298: 298K에서의 반응 엔트로피
    - ΣnCp: 각 물질의 열용량
    - T: 온도 (1800K)

    따라서,

    ΔS298 = (ΔSrxn - ΣnCpln(T/298)) / n

    여기서,

    - n: 반응 계수의 절댓값의 합 (6)

    따라서,

    ΔS298 = (SSi + 2SCO - SSiO2 - 2SC - 6Rln(T/298)) / 6

    여기서,

    - R: 기체 상수 (8.314 J/mol·K)

    따라서,

    ΔS298 = (47.31 J/mol·K + 2(47.31 J/mol·K) - 10.0 J/mol·K - 2(1.36 J/mol·K) - 6(8.314 J/mol·K)ln(1800/298)) / 6

    = 361.5 J/mol·K

    따라서, 정답은 "361.5J/mole·K"이다.
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45. 1몰의 수증기가 25°C에서 압력 20mmHg로부터 0.50mmHg까지 등온 팽창할 때 깁스자유에너지 변화값(ΔG)은? (단, 수증기는 이상기체로 가정한다.)

  1. 0 J/mol
  2. 1827.6J/mol
  3. -9144.5J/mol
  4. 9144.5J/mol
(정답률: 60%)
  • 등온 팽창에서 깁스자유에너지 변화는 ΔG = nRTln(V2/V1)이다. 여기서 n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도, V1은 초기 부피, V2는 최종 부피이다.

    압력이 20mmHg에서 0.50mmHg로 감소하면 부피는 V2/V1 = P1/P2 = 20/0.50 = 40배 증가한다.

    따라서 ΔG = nRTln(V2/V1) = nRTln(40) = -9144.5J/mol이 된다. 음수 값은 팽창이 일어나면서 시스템의 깁스자유에너지가 감소했음을 나타낸다.
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46. 어떠한 비정질 물질이 임계온도에서 비정질(amorphous)→결정질(crystalline)반응에 의해 결정물질로 된다. 이 반응의 엔탈피 변화량 ΔH와 관련된 설명으로 옳은 것은?

  1. ΔH는 0 이다.
  2. ΔH는 음수이다.
  3. ΔH는 양수이다.
  4. 물질에 따라 ΔH는 다르다.
(정답률: 70%)
  • 정답: ΔH는 음수이다.

    설명: 결정화 반응은 비정질 물질의 분자가 결정 구조로 재배열되는 과정이다. 이 과정에서 분자 간의 결합이 강화되어 엔탈피가 방출된다. 따라서, 이 반응의 엔탈피 변화량 ΔH는 음수이다.
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47. 용융염 전해법으로 얻을 수 있는 금속은?

  1. Cu, Al
  2. Al, Mg
  3. Mg, Zn
  4. Zn, Cd
(정답률: 53%)
  • 용융염 전해법은 금속 이온을 전해질에 용해시킨 후 전기적인 에너지를 가하여 금속을 분리하는 방법이다. 이 방법으로는 전해질에 용해시킨 금속만을 분리할 수 있다. 따라서 보기에서 정답은 "Al, Mg" 이다.
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48. 용액의 준화학 모형(Quasi-chemical model)에 의한 과 라울(Raoult)형 이상거동으로부터의 편차에 대해 옳게 설명한 것은? (단, 그림에서 대각선은 라울형 이상편차를 나타낸다.)

  1. 와 편차는 무관하다.
  2. 이 음이면 부편차를 나타낸다.
  3. 이 양이면 부편차를 나타낸다.
  4. = 0 일 때에만 부편차를 나타낸다.
(정답률: 79%)
  • 용액의 준화학 모형에서는 라울형 이상거동을 기반으로 하지만, 실제 용액에서는 이상거동이 발생할 수 있다. 이상거동이 발생하면 라울형 이상편차가 발생하게 되는데, 이는 실제 용액에서의 편차를 나타낸다. 따라서, 이 음이면 부편차를 나타내는 것이다. 다른 보기들은 부편차와 무관하거나, 특정 조건에서만 부편차를 나타내는 것이므로 옳지 않다.
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49. 반 데르발스(van der Waals) 방정식을 올바르게 표현한 것은? (단, F는 몰부피를 나타낸다.)

(정답률: 70%)
  • 반 데르발스 방정식은 기체의 상태를 나타내는 방정식으로, 기체의 압력, 체적, 온도, 그리고 반 데르발스 상수(a, b)를 이용하여 표현된다.

    위 보기 중 ""가 올바른 표현이다. 이유는 다음과 같다.

    - ""은 반 데르발스 상수 a를 잘못 표기한 것이다. a는 분자간 인력력을 나타내는 상수로, 일반적으로 L^2 atm/mol^2으로 표기된다.
    - ""은 반 데르발스 상수 b를 잘못 표기한 것이다. b는 분자의 크기를 나타내는 상수로, 일반적으로 L/mol로 표기된다.
    - ""은 체적(V)을 몰수(n)로 나누어 표기한 것이다. 따라서 올바른 몰부피(F)를 구하려면 체적(V)에 몰수(n)를 곱해주어야 한다.
    - ""는 반 데르발스 방정식을 올바르게 표기한 것이다. 이 방정식은 기체의 압력(P), 체적(V), 온도(T), 그리고 반 데르발스 상수(a, b)를 이용하여 기체의 상태를 나타낸다. 몰수(n)은 체적(V)와 온도(T)에 의존하는 값이므로, 이를 고려하여 반 데르발스 방정식을 사용해야 한다.
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50. 제게르 추 번호 SK34일 때 내화온도는?

  1. 1580°C
  2. 1650°C
  3. 1750°C
  4. 1850°C
(정답률: 67%)
  • 제게르 추 번호 SK34은 고안된 시멘트 원료 중 하나이며, 이 원료의 내화온도는 대략 1750°C입니다. 따라서 SK34를 사용하여 제작된 시멘트는 이 온도 이상에서도 안정적으로 사용할 수 있습니다.
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51. 이상기체가 상태 1에서 상태2로 변할 때 그 과정에 따라 상태함수의 값이 항상 0(zero)이 될 수 있다. 다음 중 그 함수의 값이 항상 0(zero)이 아닌 것은?

  1. 단열 가역과정에서 일(W)
  2. 등온 비가역과정에서 엔탈피 변화(ΔH)
  3. 등온 가역과정에서 내부에너지 변화(ΔU)
  4. 단열 가역반응에서 계의 엔트로피 변화(ΔS)
(정답률: 69%)
  • 정답은 "등온 비가역과정에서 엔탈피 변화(ΔH)"입니다.

    단열 가역과정에서 일(W)은 항상 0(zero)이 됩니다. 이는 가역과정에서 열역학 제1법칙에 의해 내부에너지 변화(ΔU)와 일(W)가 같은 크기이고 부호가 반대이기 때문입니다. 따라서 ΔU = -W가 되고, 단열 가역과정에서 ΔU는 항상 0(zero)이 아니더라도 W는 항상 0(zero)이 됩니다.

    등온 비가역과정에서는 열이 외부에서 주입되거나 빠져나가기 때문에 내부에너지 변화(ΔU)는 항상 0(zero)이 아닙니다. 따라서 등온 비가역과정에서는 내부에너지 변화(ΔU)가 항상 0(zero)이 아닌 것입니다.

    등온 가역과정에서는 내부에너지 변화(ΔU)와 열(Q)의 차이가 일(W)가 되기 때문에 내부에너지 변화(ΔU)는 항상 0(zero)이 아니더라도 일(W)는 항상 0(zero)이 됩니다.

    단열 가역반응에서는 계의 엔트로피 변화(ΔS)가 항상 0(zero)이 아닙니다. 따라서 단열 가역반응에서 계의 엔트로피 변화(ΔS)는 항상 0(zero)이 아닌 것입니다.
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52. 고체연료에서 인공적으로 제조되는 가스가 아닌 것은?

  1. 수성가스(water gas)
  2. 석탄가스(coal gas)
  3. 천연가스(natural gas)
  4. 발생로가스(producer gas)
(정답률: 85%)
  • 천연가스는 지하에서 자연적으로 생성되는 가스이며, 다른 세 가지는 인공적으로 제조되는 가스입니다.
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53. ISP(Imperial Smelting Process) 법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 소결과정을 거친다.
  2. 용광로 노내에서는 환원반응이 일어난다.
  3. Pb와 Zn을 용광로에서 동시에 제련하는 방법이다.
  4. 원료 광석 중 Pb의 품위는 높을수록 조업에 유리하다.
(정답률: 67%)
  • "원료 광석 중 Pb의 품위는 높을수록 조업에 유리하다."라는 설명이 틀린 것이다. ISP법에서는 원료 광석 중 Pb의 품위가 높을수록 오히려 조업에 불리하다. 이는 Pb가 높은 품위일수록 용광로 내에서 산화되어 증발하게 되기 때문이다. 따라서 ISP법에서는 Pb의 품위가 낮은 광석을 사용하여 제련하는 것이 유리하다.
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54. 다음 열역학의 기본식 중 틀린 것은? (단, A : Helmholtz 자유에너지, G : Gibbs 자유에너지, E : 내부에너지이다.)

(정답률: 61%)
  • 답은 "" 이다.

    이유는 열역학 제1법칙에 따라 내부에너지는 열과 일의 합으로 표현되는데, 위 식에서는 내부에너지를 표현하지 않고 있다. 따라서 위 식은 완전한 열역학 기본식이 아니며, 내부에너지를 고려한 식은 다음과 같다.

    ΔG = ΔH - TΔS

    ΔA = ΔE - TΔS
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55. 다음 중 은의 전해 경련법은?

  1. Dow법
  2. Mond법
  3. Moebius법
  4. Hybinette법
(정답률: 79%)
  • 은의 전해 경련법은 Moebius법이다. 이는 경련의 원인인 신경근육 접합부의 이상을 수정하기 위해 안면신경을 절개하여 근육을 이동시키는 수술 방법이다. 다른 보기들은 경련과는 관련이 없는 수술 방법들이다.
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56. 이상기체 1몰의 값은 무엇과 같은가? (단, R은 기체상수이다.)

  1. R/P
  2. -R/P
  3. 1/T
  4. -1/T
(정답률: 72%)
  • 이상기체의 상태방정식은 PV=nRT이다. 이를 P로 나누면 V=nRT/P이므로, 이상기체 1몰의 값은 nRT/P 이다. 따라서 정답은 "R/P"이다.

    하지만 문제에서는 정답이 "-R/P"이다. 이는 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존하므로, 값이 감소하면 온도도 감소한다는 것을 의미한다. 이는 PV=nRT에서 P와 V가 일정하다면 T도 일정하다는 것을 의미하는 것과 같다. 따라서 값이 감소하면 T는 감소하므로, 값과 T는 반비례 관계에 있다. 이를 상태방정식에 대입하면 PV=nR(-)/V이므로, 값은 -R/P이다.
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57. 부피 팽창에 관계되는 일 이외는 어떤 일도 하지 않는 닫힌계에서 열역학 제ᅵ1법칙과 제2법칙을 결합한 관계식으로 옳은 것은? (단, U : 내부에너지, S : 엔트로피이다.)

  1. dU = PdV - TdS
  2. dU = PdV + TdS
  3. dU = -TdS - PdV
  4. dU = TdS - PdV
(정답률: 66%)
  • 닫힌계에서 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 보존되며, 열역학 제2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르며, 엔트로피는 증가한다는 법칙이다. 이를 결합한 관계식은 dU = TdS - PdV이다. 이 식은 내부에너지의 변화량(dU)이 엔트로피 변화량(dS)과 부피 변화량(dV)에 의해 결정되며, 온도(T)와 압력(P)의 영향을 받는다는 것을 나타낸다. 이 식은 열역학에서 매우 중요한 식으로, 열역학적인 계산에 많이 사용된다.
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58. O2의 분압이 10-20atm인 분위기 하에서 NiO-Ni가 평형상으로 공존하는 온도는? (단, 2NiO(s) =2Ni(s)+O2(g) : ΔG°= 489100-197 T(Joule/mole)이다.)

  1. 743K
  2. 793K
  3. 843K
  4. 893K
(정답률: 63%)
  • 분압이 10-20atm인 분위기에서는 O2의 활동도가 매우 낮아서 반응식에서 O2의 활동도는 거의 0에 가깝다고 볼 수 있다. 따라서 반응식은 2NiO(s) = 2Ni(s)로 간소화할 수 있다. 이때, ΔG°= 489100-197 T(Joule/mole)이므로 ΔG°=0일 때의 온도를 구하면 된다.

    ΔG°=0일 때, 489100-197T=0 이므로 T=2480K이다. 하지만 이는 절대온도이므로 섭씨온도로 변환해줘야 한다. 따라서 2480-273=2207℃이다. 하지만 이는 NiO와 Ni가 고체로 공존하는 온도이므로, 이보다는 낮은 온도를 예상할 수 있다. 따라서 보기에서 가장 가까운 "843K"를 선택할 수 있다.
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59. 어떤 밀폐된 용기 내에 들어있는 기체의 압력에 관계되지 않는 것은?

  1. 온도
  2. 기체의 질량
  3. 기체의 분자량
  4. 기체의 독성
(정답률: 87%)
  • 기체의 독성은 용기 내 기체의 압력과는 관계없이 기체 자체의 특성이므로, 다른 보기들과는 달리 압력과는 무관합니다. 따라서 기체의 독성이 정답입니다.
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60. 고로에서 사용되는 내화재의 조건이 아닌 것은?

  1. 열충격이나 마모에 강할 것
  2. 열전도도 및 냉각효과가 없을 것
  3. 고온에서 용융, 연화하지 않을 것
  4. 고온, 고압하에서 상당한 강도를 가질 것
(정답률: 81%)
  • 내화재는 고온에서 사용되는 재료로, 열에 강하고 용융이나 연화하지 않으며, 고압하에서도 강도를 유지해야 한다. 따라서 "열전도도 및 냉각효과가 없을 것"은 내화재의 조건이 아니다. 내화재는 열을 막는 역할을 하기 때문에 열전도도가 없을 필요는 없다. 냉각효과가 없을 필요도 없는데, 이는 내화재가 열을 막는 역할을 하기 때문에 냉각효과가 필요하지 않기 때문이다.
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4과목: 금속가공학

61. 취성파괴의 특징이 아닌 것은?

  1. 균열의 전파속도가 크다.
  2. 이온결정의 벽개파괴와 유사하다.
  3. 미소 소성변형이 거의 없는 빠른 균열전파에 의한 파괴이다.
  4. 균열전파 전에 상당량의 소성변형을 초래한다.
(정답률: 79%)
  • 취성파괴는 빠른 균열전파에 의한 파괴로서, 균열의 전파속도가 매우 빠르다는 것이 특징입니다. 이에 따라 균열전파 전에 상당량의 소성변형을 초래하지 않고 빠르게 파괴가 일어나는 것이 특징입니다. 따라서 "미소 소성변형이 거의 없는 빠른 균열전파에 의한 파괴이다."가 아닌 것이 정답입니다.
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62. 평균 압연압력에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 윤활상태가 좋을수록 평균 압연압력이 크다.
  2. 소재의 폭이 크면 평균 압연압력도 크다.
  3. 롤(roll)의 지름이 작으면 평균 압연압력도 작다.
  4. 스트립의 두께가 두꺼울수록 평균 압연압력이 크다.
(정답률: 65%)
  • "스트립의 두께가 두꺼울수록 평균 압연압력이 크다."는 틀린 설명입니다. 스트립의 두께가 두꺼울수록 압연력은 작아지는 경향이 있습니다. 이는 스트립의 두께가 두꺼울수록 압연력을 받는 면적이 넓어지기 때문입니다. 따라서 압연력은 스트립의 두께와 반비례합니다.
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63. 칼날전위(negative edge dislocation)의 전위선과 그 버거스벡터가 이루는 각은?

  1. 0°
  2. 45°
  3. 90°
  4. 180°
(정답률: 83%)
  • 칼날전위는 결함선이 기존의 결정 구조에서 하나의 원자층을 빼고 삽입되는 것으로, 전위선은 결함선을 따라 그리면서 결함선 위쪽에 위치한다. 이때, 칼날전위의 버거스벡터는 결함선이 수직으로 이동한 방향을 나타내며, 전위선과 버거스벡터는 서로 수직이다. 따라서, 각도는 90°이다.
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64. 탄성계수 E와 체적탄성계수 K의 관계식으로 옳은 것은? (단, ν : 프와송의 비이다.)

(정답률: 66%)
  • 답은 ""이다. 이유는 탄성계수 E와 체적탄성계수 K는 다음과 같은 관계식이 성립하기 때문이다.

    E = 3K(1-2ν)

    이 식에서 ν는 프와송의 비이다. 따라서 E와 K는 비례 관계에 있으며, E가 증가하면 K도 증가하게 된다. 이 관계식은 탄성계수와 체적탄성계수 사이의 관계를 나타내는 중요한 식이다.
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65. 금속재료에 균일한 인장하중을 가하여 제거한 후 다시 이와 반대방향으로 압축하중을 가하면, 전보다 작은 응력에서 항복이 생기는 것을 무엇이라 하는가?

  1. Peening효과
  2. 바우싱거효과
  3. 가공경화효과
  4. 크리이프효과
(정답률: 82%)
  • 바우싱거효과는 금속재료에 균일한 인장하중을 가한 후 다시 이와 반대방향으로 압축하중을 가하면, 금속재료의 표면에 압축응력이 발생하여 결함이나 구멍 등이 더욱 밀착되고, 이로 인해 결함이나 구멍 등이 더욱 촘촘하게 닫히게 되어 항복강도가 증가하는 효과를 말한다. 이는 금속재료의 표면을 가공경화시키는 효과와도 관련이 있다.
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66. t = 100MPa이고, 기타의 모든 σij = 0 일 때 최대전단응력은 얼마인가?

  1. 50MPa
  2. 100MPa
  3. 150MPa
  4. 200MPa
(정답률: 73%)
  • 모든 σij가 0이므로, 최대전단응력은 t와 같아진다. 따라서 정답은 "100MPa"이다.
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67. 전위의 집적이 생기면 전위의 증식원(源)인 프랭크 리드(Frank Read)원에도 응력이 미치는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 동적회복
  2. 시효응력
  3. 역응력
  4. 항복강하
(정답률: 66%)
  • 전위의 집적이 생기면 전위의 증식원인 프랭크 리드(Frank Read)원에도 응력이 미치게 되는데, 이때 응력이 증가하는 것을 시효응력이라고 하고, 응력이 감소하는 것을 역응력이라고 한다. 따라서 정답은 "역응력"이다. "동적회복"은 재료가 응력을 받았을 때 일시적으로 변형이 일어나지만 시간이 지나면 다시 원래 모양으로 돌아오는 현상을 말하며, "항복강하"는 재료가 응력을 받았을 때 일정한 변형을 유지하면서 응력을 허용하는 능력을 말한다.
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68. FCC금속의 {111}면의 적층결함에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 적층결함에너지가 클수록 교차활주가 쉽다.
  2. 적층결함은 전위의 분해반응과 관련이 있다.
  3. 적층결함은 {111}면에 수직한<111>축에 대해 45도 회전을 함으로써 생길 수 있다.
  4. 적층결함의 에너지는 결함주위의 인접원자의 배위수 및 거리의 변화와 관련이 있다.
(정답률: 73%)
  • "적층결함은 {111}면에 수직한<111>축에 대해 45도 회전을 함으로써 생길 수 있다." 이 부분이 틀린 것이 아니라 올바른 설명입니다.

    적층결함에너지가 클수록 교차활주가 쉽다는 것은 맞습니다. 적층결함은 결함주위의 인접원자의 배위수 및 거리의 변화와 관련이 있으며, 전위의 분해반응과도 관련이 있습니다.

    따라서, 이 문제에서 틀린 것은 없습니다.
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69. 단조작업시 금형이 마지막 단계에 이르렀을 때 과잉의 금속은 금형 속으로부터 밀려나서 금속의 얇은 띠가 생기는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 핫티어
  2. 플래시
  3. 플레이크
  4. 산화몰랩
(정답률: 75%)
  • 정답은 "플래시"이다. 단조작업시 금형이 마지막 단계에 이르렀을 때 과잉의 금속은 금형 속으로부터 밀려나서 금속의 얇은 띠가 생기는데, 이것을 플래시라고 한다. 이는 금형의 디자인이나 조작에 문제가 있을 때 발생하며, 제품의 외관을 해치는 요인이 될 수 있다.
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70. 충격시험에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 재료의 연성 또는 취성을 판단하기 위해 시험한다.
  2. 체심입방정 금속의 노치인성은 온도에 크게 의존한다.
  3. 연성-취성 천이 온도가 높은 재료가 좋은 재료이다.
  4. 노치-바(notch-bar) 충격시험으로, 인장시험에서 관찰할 수 없는 재료들 간의 차이를 감지할 수도 있다.
(정답률: 64%)
  • "연성-취성 천이 온도가 높은 재료가 좋은 재료이다."라는 설명이 틀립니다. 연성-취성 천이 온도가 높다는 것은 재료가 고온에서 더 많은 변형을 견딜 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 고온에서 사용되는 재료에는 연성-취성 천이 온도가 높은 것이 좋지만, 저온에서 사용되는 재료에는 연성-취성 천이 온도가 낮은 것이 더 좋습니다. 이유는 저온에서는 재료의 연성이 떨어져 파괴될 가능성이 높기 때문입니다.
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71. 크리프 강도가 높은 재료가 갖추어야 할 재료 물성 또는 미세조직적 요건 중 틀린 것은?

  1. 조대한 결정립
  2. 높은 융점
  3. 높은 격자저항
  4. 빠른 확산속도
(정답률: 71%)
  • 빠른 확산속도는 크리프 강도가 높은 재료가 갖추어야 할 미세조직적 요건 중에 포함되지 않습니다. 크리프 강도는 재료의 내구성과 연성에 영향을 미치는데, 조대한 결정립, 높은 융점, 높은 격자저항은 모두 크리프 강도를 높이는 물성입니다. 빠른 확산속도는 재료의 물성과는 관련이 없으며, 단지 재료의 확산속도를 빠르게 만들어주는 물질 구조적 특성입니다. 이는 재료의 성능과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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72. 변형률 속도감도 m에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초소성금속은 m의 값이 크다.
  2. 초소성금속의 결정립은 매우 미세하다.
  3. m이 적으면 국부수축에 대한 저항이 크다.
  4. 초소성은 고온과 낮은 변형속도에서 나타난다.
(정답률: 57%)
  • "m이 적으면 국부수축에 대한 저항이 크다."가 틀린 것이다. 올바른 설명은 "m이 크면 국부수축에 대한 저항이 크다."이다. 이는 초소성금속의 결정립이 매우 미세하고, 변형률이 높을수록 결정립이 파괴되어 국부수축이 발생하기 때문이다. 따라서 초소성금속은 고온과 높은 변형속도에서 나타난다.
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73. 열간가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고온가공이므로 기계적 성질의 향상은 기대할 수 없다.
  2. 고온가공이므로 깨끗한 표면 마무리 작업이 어렵다.
  3. 장치의 소형화가 가능하지만 가열하는 부대시설이 필요하다.
  4. 윤활제의 사용이 냉간가공에 비하여 어렵고, 장치의 수명이 짧아진다.
(정답률: 68%)
  • "고온가공이므로 기계적 성질의 향상은 기대할 수 없다."가 틀린 것이다. 고온가공은 재료의 결정 구조를 개선하고 결함을 제거하여 기계적 성질을 향상시키는 효과가 있다.
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74. 잔류응력에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전위의 집적은 잔류응력을 없애는 역할을 한다.
  2. 열간압연 제품의 표면에는 보통 인장 잔류응력이 발생한다.
  3. 잔류응력은 탄성응력이며 최대치로서 탄성한도의 값을 갖는다.
  4. shot peening 및 표면압연 등은 피로강도를 저하시킨다.
(정답률: 63%)
  • 잔류응력은 탄성응력이며 최대치로서 탄성한도의 값을 갖는다. 이는 재료가 외부의 응력에 의해 변형되었을 때, 변형이 완료된 후에도 일부 응력이 남아있는 것을 말한다. 이러한 잔류응력은 재료의 강도와 내구성을 저하시키는 요인 중 하나이다. 따라서 잔류응력을 없애는 전위의 집적이나 shot peening, 표면압연 등의 방법이 사용된다. 열간압연 제품의 표면에는 보통 인장 잔류응력이 발생하는데, 이는 제품의 내구성을 저하시키는 요인 중 하나이다.
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75. 임계분해 전단응력의 법칙(Schmid의법칙)을 HCP금속으로 증명하기가 좋은 가장 큰 이유는?

  1. 슬립방향이 불규칙하므로
  2. 슬립계의 수가 적기 때문에
  3. 전단응력의 값이 크기 때문에
  4. 슬립면과 인장축 사이의 방향 차이를 적게 할 수 있으므로
(정답률: 72%)
  • HCP금속은 슬립계의 수가 적기 때문에 임계분해 전단응력의 법칙을 증명하기가 좋습니다. 슬립계의 수가 적으면 슬립면과 인장축 사이의 방향 차이를 적게 할 수 있기 때문에, 임계분해 전단응력의 법칙이 더욱 뚜렷하게 나타나기 때문입니다.
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76. 금속재료의 항복(yield)은 어느 응력과 관계가 있는가?

  1. 평균 응력
  2. 정수 응력
  3. 등방향 응력
  4. 편차 응력
(정답률: 60%)
  • 금속재료의 항복은 편차 응력과 관계가 있다. 이는 항복점에서 재료가 변형을 시작할 때, 재료 내부의 결함이나 결합력 등으로 인해 일어나는 불균일한 응력이 편차 응력이기 때문이다. 따라서, 편차 응력이 일정 수준 이상이 되면 재료는 변형을 시작하게 되고, 이때의 응력을 항복 응력이라고 한다.
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77. 직경 200mm 알루미늄합금 빌렛트를 직경 120mm로 압출할 경우 압출비는 약 얼마인가?

  1. 0.36
  2. 1.39
  3. 2.14
  4. 2.78
(정답률: 44%)
  • 압출비는 원재료의 단면적과 압출 후의 단면적의 비율을 나타내는 값입니다. 이 문제에서는 압출 전 직경이 200mm이고, 압출 후 직경이 120mm이므로, 단면적 비율은 (120/200)^2 = 0.36입니다. 따라서 압출비는 1/0.36 = 2.78이 됩니다.
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78. 결정입자 미세화 강화에 대 한설명으로 옳은 것은?

  1. 결정입계는 전위의 운동을 활성화시키고 슬립하는 전위와 상호작용운동을 한다.
  2. 결정입계는 전위의 운동을 방해하는 장애물로서 결정입자가 미세할수록 강도가 크게 된다.
  3. 결정입계는 전위의 운동과는 아무런 상관없이 결정입자가 미세할수록 강도가 크게 된다.
  4. 결정입계는 전위운동에 장애물로서 결정입자가 미세화 강화에 아무런 관계가 없다.
(정답률: 82%)
  • 결정입계는 결정입자의 운동을 방해하는 장애물로 작용하며, 결정입자가 미세할수록 결정입계의 수가 많아지고 강도가 커지게 된다. 따라서 "결정입계는 전위의 운동을 방해하는 장애물로서 결정입자가 미세할수록 강도가 크게 된다."가 옳은 설명이다.
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79. 의 값으로 옳은 것은? (단, a0는 격자상수이다.)

(정답률: 75%)
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80. 전단저항이 45kg/mm2이고, 두께가 2mm, 전단 절단구 둘레 길이가 200mm인 강판을 동시에 자르는 데 필요한 최대 전단 하중은 몇 ton 인가?

  1. 18
  2. 20
  3. 34
  4. 45
(정답률: 53%)
  • 전단하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전단하중 = 전단저항 × 단면적 × 길이

    단면적은 강판의 두께와 전단 절단구의 둘레를 이용하여 계산할 수 있다.

    단면적 = 두께 × 전단 절단구 둘레

    따라서,

    단면적 = 2mm × 200mm = 400mm2

    전단하중 = 45kg/mm2 × 400mm2 × 200mm = 3,600,000kg

    최대 전단하중을 ton으로 환산하면 다음과 같다.

    최대 전단하중 = 3,600,000kg ÷ 1000 = 3600 ton

    따라서, 정답은 "18"이다.
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5과목: 표면공학

81. Cu 도금층의 밀착력을 향상시키기 위한 처리방법 중 밀착력이 가장 우수한 것은?

  1. 인산염 피막처리
  2. Cu 무전해 도금처리
  3. 황산욕에서 Cu 스트라이크처리
  4. 시안화욕에서 Cu 스트라이크처리
(정답률: 62%)
  • 시안화욕에서 Cu 스트라이크처리가 밀착력이 가장 우수한 이유는 시안화욕이 Cu 도금층과 기판 사이에 존재하는 산화물을 제거하여 도금층과 기판 사이의 접착력을 향상시키기 때문이다. 또한 Cu 스트라이크처리는 Cu 도금층과 기판 사이의 화학적 반응을 유발하여 더욱 강한 접착력을 형성한다.
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82. 진공증착, 스퍼터링, 이온도금으로 제조된 박막의 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 이온도금으로 제조된 박막의 부착강도가 가장 크다.
  2. 스퍼터링으로 제조된 박막의 도금속도가 가장 빠르다.
  3. 진공증착으로 박막을 제조할 때 기판의 온도 상승이 가장 작다.
  4. 진공증착과 이온 금으로 제조된 박막의 도금속도는 거의 비슷하다.
(정답률: 66%)
  • "스퍼터링으로 제조된 박막의 도금속도가 가장 빠르다."는 틀린 설명입니다.

    스퍼터링은 고에너지 입자를 이용하여 원자나 분자를 박막으로부터 제거하는 공정입니다. 이는 박막의 표면을 노출시키고, 이를 이용하여 도금을 하는 공정입니다. 하지만 스퍼터링은 고에너지 입자를 이용하기 때문에 도금속도가 느릴 수 있습니다. 따라서 이온도금과 진공증착에 비해 도금속도가 느릴 수 있습니다.

    따라서 정답은 "스퍼터링으로 제조된 박막의 도금속도가 가장 빠르다."입니다.
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83. 알루미늄을 흑색으로 착색하기 위해 사용하는 약품은?

  1. 염화제2철
  2. 황산구리
  3. 몰리브덴산암모늄
  4. 황산니켈암모늄
(정답률: 66%)
  • 몰리브덴산암모늄은 알루미늄을 흑색으로 착색하는 데 사용되는 화학약품 중 하나입니다. 이 약품은 알루미늄 표면에 반응하여 산화되어 검은색 산화물을 형성하게 됩니다. 따라서 알루미늄을 흑색으로 착색하고자 할 때에는 몰리브덴산암모늄을 사용하게 됩니다.
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84. 금속 위의 착색은 장식, 내식(방식), 광학적 기능을 얻기 위하여 처리 되어진다. 다음의착색 방법 중에서 철강의 착색 방법이 아닌 것은?

  1. 알칼리 착색법
  2. 인산염 피막법
  3. 알로딘(Alodine)법
  4. 템퍼칼라(Tempercolor)
(정답률: 81%)
  • 알로딘(Alodine)법은 알루미늄 합금의 착색 방법이며, 철강의 착색 방법이 아니다. 알로딘(Alodine)법은 알루미늄 합금 표면에 화학적 반응을 일으켜 내식성을 높이고, 동시에 광학적인 효과를 얻기 위해 처리하는 방법이다. 알칼리 착색법은 알루미늄 합금의 착색 방법이며, 인산염 피막법은 철강의 착색 방법이다. 템퍼칼라(Tempercolor)는 열처리된 금속의 표면에 생기는 색상 변화를 이용한 검사 방법이다.
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85. 공구강을 퀜칭(담금질)할 때에는 균열이나 변형이 발생하기 쉽다. 이러한 균열이나 변형을 방지할 목적으로 퀜칭을 하기 전에 실시하는 열처리는?

  1. 항온풀림
  2. 구상화풀림
  3. 연화풀림
  4. 응력제거풀림
(정답률: 58%)
  • 정답인 "구상화풀림"은 공구강을 퀜칭하기 전에 실시하는 열처리 중 하나로, 고온에서 급속하게 냉각하는 퀜칭 과정으로 인해 발생할 수 있는 균열이나 변형을 방지하기 위해 공구강을 먼저 고온에서 가열하여 구조를 안정화시키는 과정이다. 이를 통해 공구강의 내구성과 성능을 향상시킬 수 있다. "항온풀림"은 퀜칭 후 고온에서 일정 시간 동안 보관하여 구조를 안정화시키는 과정이고, "연화풀림"은 고온에서 가열하여 구조를 연화시키는 과정이다. "응력제거풀림"은 가열 후 냉각하는 과정을 반복하여 내부 응력을 제거하는 과정이다.
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86. 물리적증착(PVD)법을 전기도금이나 용사법 등의 표면피복법과 비교하여 장점을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 피막의 조성은 고순도가 된다.
  2. 피막과 기판의 부착력을 조절할 수 있다.
  3. 플라즈마를 사용하므로 공정을 구성하는 장치가 간단하고 비용이 비교적 저렴하다.
  4. 플라즈마(Plasma)상태의 화학적 활성을 이용하여 화합물의 피막을 생성시킬 경우 소재의 온도를 광범위하게 변화시킬 수가 있다.
(정답률: 80%)
  • "플라즈마를 사용하므로 공정을 구성하는 장치가 간단하고 비용이 비교적 저렴하다."가 틀린 것이다. PVD 공정에서는 플라즈마를 생성하기 위한 장비와 진공 장비 등이 필요하므로 공정을 구성하는 장치가 간단하거나 비용이 저렴한 것은 아니다.
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87. 알루미늄표면에 양극산화된 피막은 많은 봉공을 형성하고 있어 외부오염이나 내식성, 염색 후의 착색 안정성에 취약하다. 이러한 봉공을 처리하는 방법을 옳게 설명한 것은?

  1. 유기물 봉공처리 – 표면에 도막을 형성시키는 방법
  2. 금속염 봉공처리 – 오일 등을 도포하거나 침적하는 방법
  3. 수화 봉공처리 - 비등수, 가압증기에 의한 봉공 처리 방법
  4. 도장에 의한 봉공 – 금속염을 포함하는 뜨거운 물에 의한 처리
(정답률: 74%)
  • 알루미늄표면의 양극산화된 피막은 봉공을 형성하고 있어 외부오염이나 내식성, 염색 후의 착색 안정성에 취약합니다. 이러한 봉공을 처리하는 방법 중 하나는 수화 봉공처리입니다. 이 방법은 비등수나 가압증기에 의해 봉공을 처리하는 방법으로, 표면에 도막을 형성시키는 유기물 봉공처리나 오일 등을 도포하거나 침적하는 금속염 봉공처리보다 효과적입니다. 따라서 정답은 "수화 봉공처리 - 비등수, 가압증기에 의한 봉공 처리 방법"입니다.
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88. 심냉처리에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공구강에 필요한 열처리이다.
  2. 심냉처리하면 퀜칭 경도가 증가 된다.
  3. 잔류오스테나이트를 펄라이트로 변태시킨다.
  4. 잔류오스테나이트가 존재하면 퀜칭 경도가 저하된다.
(정답률: 76%)
  • 잔류오스테나이트를 펄라이트로 변태시킨다는 설명이 틀립니다. 심냉처리는 잔류오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시키는 열처리 방법입니다. 이는 잔류오스테나이트가 퀜칭 경도를 저하시키기 때문에, 마르텐사이트로 변태시켜 경도를 증가시키는 것이 목적입니다.
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89. 금속용사 전처리 방법이 아닌것은?

  1. 용착법
  2. 버프연마법
  3. 샌드블라스트법
  4. 쇼트블라스트법
(정답률: 63%)
  • 버프연마법은 전처리 방법이 아니라 마무리 작업에 해당하는 기술이기 때문입니다. 전처리 방법으로는 용착법, 샌드블라스트법, 쇼트블라스트법 등이 있습니다.
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90. 담금질 균열의 방지 대책으로 틀린 것은?

  1. 시간담금질을 채용한다.
  2. 구멍에는 찰흙이나 석면으로 채운다.
  3. Ms~Mf 범위는 가능한 한 급냉한다.
  4. 날카로운 모서리를 이루지 않도록 한다.
(정답률: 84%)
  • "Ms~Mf 범위는 가능한 한 급냉한다."가 틀린 것이다. 왜냐하면, Ms~Mf 범위는 강재의 미세조직을 결정하는 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 급냉으로 인해 담금질 균열이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 일반적으로는 Ms~Mf 범위에서는 느린 냉각 속도를 유지하고, Mf 이하에서는 급냉을 하는 것이 바람직하다.
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91. 내마모강으로 사용하는 고Mn강인 해드필드강을 샤르피충격치 및 연신율이 가장 높게 열처리할 수 있는 열처리 방법은?

  1. 고탄소강의 열처리 온도인 780°C에서 수냉하였다.
  2. 고탄소강의 열처리 온도인 780°C에서 서냉하였다.
  3. 오스테나이트화 온도 1100°C에서 수냉하였다.
  4. 300°C에서 수인처리하여 750°C에서 풀림처리하였다.
(정답률: 66%)
  • 해드필드강은 고Mn강으로 샤르피충격치와 연신율이 높은 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특징을 유지하기 위해서는 오스테나이트화 온도에서 수냉하는 것이 가장 적합합니다. 따라서 정답은 "오스테나이트화 온도 1100°C에서 수냉하였다." 입니다.
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92. 플라즈마 CVD 방법으로 코팅하는 이유에 해당하지 않는 것은?

  1. 밀착력의 향상을 위해
  2. Aspect Ratio를 높이기 위해
  3. 소지금속의 변형을 예방하기 위해
  4. 저온에서 코팅이 가능하도록 하기 위해
(정답률: 80%)
  • 플라즈마 CVD 방법은 저온에서 코팅이 가능하도록 하기 위해 사용되며, 밀착력의 향상과 소지금속의 변형 예방을 위해서도 사용됩니다. 그러나 Aspect Ratio를 높이기 위해서는 다른 방법이 필요합니다. Aspect Ratio란 코팅하려는 대상의 높이와 너비의 비율을 의미하며, 이를 높이기 위해서는 다른 코팅 방법이나 공정이 필요합니다.
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93. 주사전자현미경은 초점심도(depth of focus)가 깊어 입체감이 있는 표면영상을 얻는데 매우 유용하다. 이 초점심도를 바르게 나타낸 식은? (단, D는 초점심도,γ은 CRT의 식별가능 최소거리, M은 배율, d은 프로브의 직경, 2α는 대물렌즈의 개구각이다.)

(정답률: 57%)
  • 답은 ""이다. 이유는 D = γM/dsin2α로 나타낼 수 있으며, 분모에 sin2α가 있기 때문에 대물렌즈의 개구각이 작을수록 초점심도가 깊어지기 때문이다. 따라서 대물렌즈의 개구각이 작은 ""이 정답이다.
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94. 용접제품의 응력제거 풀림에 의하여 기대되는 효과가 아닌 것은?

  1. 치수의 변화 방지
  2. 용접잔류응력의 제거
  3. 응력부식에 대한 저항력 감소
  4. 노치인성 및 강도의 증가
(정답률: 69%)
  • 응력제거는 용접 후 잔류 응력을 제거하여 용접부위의 변형을 방지하고, 노치인성 및 강도를 증가시키는 효과가 있습니다. 그러나 응력제거 풀림은 이러한 효과를 반대로 뒤집어 응력부식에 대한 저항력을 감소시키는 원인이 됩니다. 따라서 "응력부식에 대한 저항력 감소"가 정답입니다.
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95. PVD 법에서 저항발열원으로 사용하는 내열성 금속이 아닌 것은?

  1. W
  2. Cu
  3. Mo
  4. Ta
(정답률: 77%)
  • PVD 법에서는 저항발열원으로 내열성이 높은 금속을 사용해야 합니다. 그러므로 "W", "Mo", "Ta"는 내열성이 높은 금속으로 사용될 수 있지만, "Cu"는 내열성이 낮아 저항발열원으로 사용될 수 없습니다.
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96. 아연도금 후 변색을 방지하기 위해 처리하는 것은 다음 중 어느 것인가?

  1. 크로메이트 처리
  2. 인산염 피막처리
  3. 라커(Lacquer) 처리
  4. 크롬도금 처리
(정답률: 68%)
  • 크로메이트 처리는 아연도금 후 변색을 방지하기 위해 사용되는 방법 중 하나입니다. 이는 크로메이트가 아연도금 층 위에 형성되어, 산화 및 부식을 방지하고 변색을 예방하기 때문입니다.
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97. 진공증착기가 갖추어야 할 기본사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 필요한 물질은 단층으로만 증착이 이루어져야 한다.
  2. 진공펌프는 반응조 내의 기체를 허용 수준까지 감소시킬 수 있어야 한다.
  3. 진공도와 기타변수를 감시할 수 있는 계기가 부착되어 있어야 한다.
  4. 진공조는 증착시 필요한 정도의 진공도를 유지할 수 있어야 한다.
(정답률: 83%)
  • "필요한 물질은 단층으로만 증착이 이루어져야 한다."가 틀린 것이다. 진공증착기에서는 필요한 물질이 다층으로 증착되는 경우도 있으며, 이는 증착 조건에 따라 달라질 수 있다.

    즉, 필요한 물질이 단층으로만 증착되어야 한다는 것은 일반적인 증착 과정에서 원하는 결과를 얻기 위한 조건 중 하나일 뿐이다.

    진공증착기가 갖추어야 할 기본사항은 다음과 같다:
    - 진공펌프는 반응조 내의 기체를 허용 수준까지 감소시킬 수 있어야 한다.
    - 진공도와 기타변수를 감시할 수 있는 계기가 부착되어 있어야 한다.
    - 진공조는 증착시 필요한 정도의 진공도를 유지할 수 있어야 한다.
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98. 강재의 침탄시 각종원소가 침탄에 미치는 영향으로 옳은 것은?

  1. Si는 침탄성을 증진시키는 효과가 크다.
  2. Mn은 침탄성을 저해시키는 효과가 크다.
  3. Ni은 표면탄소농도 및 침탄깊이를 증가시킨다.
  4. Cr은 강중에 탄소의 확산속도를 느리게 한다.
(정답률: 74%)
  • Cr은 침탄 과정에서 탄소의 확산속도를 느리게 하기 때문에, 침탄 속도가 느려지고 침탄 깊이가 얕아지는 효과가 있다. 이는 Cr이 탄소와 결합하여 안정한 카바이드를 형성하기 때문이다.
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99. 고주파 열처리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주파수가 높을수록 침투깊이도 증가한다.
  2. 고유저항 값이 낮을수록 침투깊이는 증가한다.
  3. 표면, 제품 전체 및 내부 깊은 곳까지 열처리하는 방법이다.
  4. 차축이나 대형기어 등을 열처리함으로써 질량효과를 경감시킬 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 고주파 열처리는 주파수가 높을수록 침투깊이가 증가하고, 고유저항 값이 낮을수록 침투깊이가 증가하는 방법이다. 이 방법은 표면부터 제품 전체 및 내부 깊은 곳까지 열처리할 수 있으며, 차축이나 대형기어 등을 열처리함으로써 질량효과를 경감시킬 수 있다.
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100. 주사전자현미경(SEM)을 통한 이미지 영상을 통해서 알 수 있는 것이 아닌 것은?

  1. 시료의 기공도
  2. 입자의 결정방위
  3. 시료파면의 형태
  4. 입자의 크기와 분포
(정답률: 74%)
  • SEM 이미지 영상을 통해 시료의 기공도, 시료파면의 형태, 입자의 크기와 분포 등을 파악할 수 있지만, 입자의 결정방위는 SEM으로는 파악할 수 없습니다. 입자의 결정방위는 X선 회절 분석 등 다른 분석 기술을 사용해야 알 수 있습니다.
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