금속재료기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

금속재료기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 금속조직학

1. 0.5%Wt 탄소강이 A1선 직상에서 평형상태를 유지하고 있는 경우 미세조직을 구성하고 있는 상 성분의 양은? (단, α의 탄소함유량은 0.025%, 공석점의 탄소함유량은 0.8%이다.)

  1. 페라이트 12%, 오스테나이트 88%
  2. 페라이트 18%, 오스테나이트 82%
  3. 페라이트 27%, 오스테나이트 73%
  4. 페라이트 39%, 오스테나이트 61%
(정답률: 82%)
  • 0.5%Wt 탄소강은 A1선 직상에서 평형상태를 유지하므로, 미세조직을 구성하는 상은 페라이트와 오스테나이트 두 가지이다. α상의 탄소함유량이 0.025%이므로, α상은 페라이트로 간주할 수 있다. 공석점의 탄소함유량이 0.8%이므로, 공석점은 오스테나이트로 간주할 수 있다. 따라서, 미세조직을 구성하는 상의 양은 페라이트 39%, 오스테나이트 61%이다.
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2. 압력이 일정한 분위기에서 3성분계가 4개의 상으로 존재할 경우 자유도는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 78%)
  • 3성분계가 4개의 상으로 존재할 경우, 상태변수는 압력과 온도 두 가지이다. 따라서 자유도는 2이다. 따라서 보기에서 정답이 "0"인 것은 오류이다.
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3. 2성분계 상태도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상태도 중에 나타나는 수평선의 자유도는 0(zero)이다.
  2. 1개의 수평선은 2개 영역의 경계선이 된다.
  3. 상태도 상의 한 구역에는 3개 이상의 상이 존재할 수 없다.
  4. 상태도 위에 서로 대응하고 있는 곡선은 평형상태에 있는 2개 상의 조성을 나타낸다.
(정답률: 54%)
  • "1개의 수평선은 2개 영역의 경계선이 된다."가 틀린 것이다. 실제로는 1개의 수평선은 1개의 영역을 나타낸다. 수평선은 상태도 상에서 액체와 기체, 또는 고체와 기체 등 서로 다른 두 개의 상이 공존하는 영역을 나타낸다. 따라서 수평선이 하나인 경우에는 해당 영역에서 두 개의 상이 공존하는 것이다.
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4. Bravais 격자 중 격자상수가 a = b = c, 축각이 α=β=γ≠90° 인 결정계는?

  1. Cubic system
  2. Triclinic system
  3. Trigonal system
  4. Orthorhombic system
(정답률: 70%)
  • 격자상수가 a = b = c 이므로 모든 축의 길이가 같고, 축각이 α=β=γ≠90° 이므로 모든 축이 서로 같은 각도로 기울어져 있다. 이러한 결정계를 특징짓는 Bravais 격자는 모두 같은 크기와 모양을 가지는 정삼각형 격자이다. 이러한 Bravais 격자를 가지는 결정계는 Trigonal system이다.
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5. 재결정시 변화하는 기계적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 경도가 커진다.
  2. 연신율이 작아진다.
  3. 인장강도가 커진다.
  4. 탄성한도가 작아진다.
(정답률: 55%)
  • 재결정은 결정 구조의 변화로 인해 기계적 성질이 변화합니다. 탄성한도는 재결정에 의해 작아집니다. 이는 결정 구조의 변화로 인해 결정 내부에서 이동 가능한 결정 핵이 줄어들기 때문입니다. 따라서 재결정 후에는 물질이 더 어려워져서 더 많은 힘이 필요하게 됩니다.
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6. 금속을 냉간 가공할 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 잔류응력 감소
  2. 전위밀도 증가
  3. 연신율 저하
  4. 강도 증가
(정답률: 66%)
  • 잔류응력 감소는 금속을 냉간 가공할 때 나타나는 현상 중 하나이다. 이는 금속이 가공되면서 내부적으로 발생하는 응력이 감소하는 것을 의미한다. 반면에 전위밀도 증가, 연신율 저하, 강도 증가는 모두 금속을 냉간 가공할 때 나타나는 현상이다. 전위밀도는 금속 내부의 결함이나 불순물이 증가하면서 증가하고, 연신율은 금속이 가공됨에 따라 감소하며, 강도는 금속 내부의 결함이나 불순물이 감소하면서 증가한다.
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7. 50%의 Cu와 50%의 Au로 이루어진 합금의 장범위 규칙도가 1 일 때, 이 합금의 배열 엔트로피는?

  1. 0 J/mol
  2. -2.76 J/mol
  3. 5.76 J/mol
  4. -0.69 J/mol
(정답률: 73%)
  • Cu와 Au는 모두 face-centered cubic (FCC) 구조를 가지고 있으며, 이 합금은 랜덤 합금이므로 두 원소의 위치는 무작위로 섞일 것입니다. 따라서 이 합금은 무질서한 상태이며, 배열 엔트로피는 최대가 될 것입니다.

    배열 엔트로피는 Boltzmann 상수 (k)와 함께 ln(W)로 표현됩니다. 여기서 W는 가능한 배열의 수입니다. FCC 구조에서 각 원자는 12개의 가까운 이웃을 가지므로, 가능한 배열의 수는 매우 많습니다. 그러나 이 합금에서 Cu와 Au의 비율이 1:1이므로, 가능한 배열의 수는 더욱 많아집니다.

    따라서 가능한 배열의 수가 매우 많기 때문에 ln(W)는 매우 큰 값이 됩니다. 그러나 이 값은 Cu와 Au의 비율에 따라 달라지지 않습니다. 따라서 이 합금의 배열 엔트로피는 0 J/mol입니다.
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8. 금속간 화합물에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 금속과 비금속이 결합한 화합물이다.
  2. 일반적으로 연하며 간단한 결정구조를 갖는다.
  3. 일반적으로 융점이 낮아 고온에서 분해되지 않는다.
  4. CuAl2합금은 금속간화합물이다.
(정답률: 78%)
  • 금속간 화합물은 두 개 이상의 금속 원자가 결합하여 형성된 화합물이다. 따라서 "CuAl2합금은 금속간화합물이다."가 옳다.
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9. 담금질 열처리에 의하여 얻어지는 조직 중 가장 체적 변화가 큰 조직은?

  1. roughpearlite
  2. martensite
  3. finepearlite
  4. austenite
(정답률: 82%)
  • 담금질 열처리는 강철의 조직을 변화시키는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 중에서도 martensite는 가장 체적 변화가 큰 조직입니다. 이는 martensite가 강철의 용체 상태에서 급속하게 냉각되어 형성되기 때문입니다. 이 과정에서 강철의 구조가 바뀌어 체적이 줄어들게 됩니다. 따라서 martensite는 담금질 열처리에 의해 얻어지는 조직 중 가장 체적 변화가 큰 조직입니다.
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10. 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: 59%)
  • 재결정은 금속의 결함을 제거하고 결정의 크기와 모양을 조절하는 과정입니다. 이 과정에서 재결정 온도는 매우 중요한 역할을 합니다. 재결정 온도가 낮을수록 금속이 더 빨리 재결정되며, 재결정 시간이 짧아집니다. 따라서 "재결정 온도가 감소하면 어닐링 시간이 감소한다."라는 설명은 옳지 않습니다.

    금속의 순도가 높을수록 재결정 온도는 낮아지는 경향이 있습니다. 이는 순도가 높을수록 결함이 적어져 재결정이 더 쉽게 일어나기 때문입니다. 따라서 "금속의 순도가 높을수록 재결정 온도는 증가한다."라는 설명은 옳지 않습니다.

    변형 정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 높아집니다. 이는 변형 정도가 작을수록 결함이 적어져 재결정이 더 어려워지기 때문입니다. 따라서 "변형 정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 높아진다."라는 설명은 옳습니다.

    가공온도가 증가하면 같은 재결정 거동을 얻는데 필요한 변형량이 감소합니다. 이는 가공온도가 높을수록 금속이 더 많이 변형되어 결함이 더 많아지기 때문입니다. 따라서 "가공온도가 증가하면 같은 재결정 거동을 얻는데 필요한 변형량이 감소한다."라는 설명은 옳습니다.
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11. 평형응고온도 이하까지 냉각되는 현상은?

  1. 재결정
  2. 슬립
  3. 과냉
  4. 잠열
(정답률: 85%)
  • 과냉은 물질이 평형응고온도 이하까지 냉각되어도 응고하지 않고, 일정한 온도에서 머무르는 현상을 말합니다. 이는 물질 내부의 결정화가 시작되는 핵 형성이 충분하지 않아 응고가 일어나지 않는 것입니다. 이러한 현상은 냉동식품을 보관할 때나, 대기 중의 수증기가 응축되어 얼음이 형성되는 경우 등에서 발생할 수 있습니다.
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12. 다음 그림에서 빗금친 면의 Miller 지수는?

  1. (100)
  2. (112)
  3. (111)
  4. (110)
(정답률: 84%)
  • 빗금친 면은 (1 1 0) 방향이므로, 해당 방향의 Miller 지수는 (110)이다. 따라서 정답은 "(110)"이다.

    보기에서 정답이 "(112)"인 이유는, 빗금친 면의 반대쪽에 있는 면이 (1 1 2) 방향이기 때문이다. 이는 빗금친 면과 수직이며, 빗금친 면과 교차하는 선분의 길이가 1인 방향 벡터를 따라서 음의 방향을 가리키는 Miller 지수이다. 따라서 빗금친 면의 Miller 지수와 반대 방향인 (1 1 2)를 음의 부호로 취한 (1 -1 -2)가 정답이 된다. 하지만 이는 일반적으로 사용되는 Miller 지수 표기법과는 다르기 때문에, 보기에서는 (1 -1 -2) 대신에 (112)로 표기하였다.
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13. 냉간 가공된 금속을 재가열 시 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 회복
  2. 전위증가
  3. 결정립 성장
  4. 재결정
(정답률: 71%)
  • 냉간 가공된 금속을 재가열 시 일어나는 현상 중 "전위증가"는 아닙니다. 전위증가는 반도체 소자에서 일어나는 현상으로, 전기적으로 충전된 입자들이 전위차에 의해 이동하면서 발생하는 현상입니다. 이는 냉간 가공된 금속과는 관련이 없습니다.

    - "회복"은 금속의 결정 구조가 변형된 상태에서 원래의 구조로 돌아가는 현상을 말합니다.
    - "결정립 성장"은 금속 결정의 크기가 재가열 시 증가하는 현상을 말합니다.
    - "재결정"은 금속 결정 구조가 재배열되는 현상을 말합니다.
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14. 탄소강을 담금질한 후 저온 뜨인 처리할 때 잔류 오스테나이트가 분해하여 뜨임 마텐자이트와 ε탄화물을 형성하는 단계는?

  1. 1단계(100~120℃)
  2. 2단계(200~300℃)
  3. 3단계(300~400℃)
  4. 4단계(400~650℃)
(정답률: 72%)
  • 2단계(200~300℃)는 탄소강을 담금질한 후 저온 뜨인 처리할 때 잔류 오스테나이트가 분해하여 뜨임 마텐자이트와 ε탄화물을 형성하는 단계입니다. 이 단계에서는 오스테나이트의 일부가 분해되어 뜨임 마텐자이트와 ε탄화물이 형성되는데, 이는 탄소강의 경도와 강도를 높이는 중요한 과정입니다. 1단계(100~120℃)에서는 탄소강의 내부 응력을 완화시키는 단계이고, 3단계(300~400℃)에서는 ε탄화물이 더 많이 형성되어 경도와 강도가 더욱 높아집니다. 마지막으로 4단계(400~650℃)에서는 탄소강의 경도와 강도를 더욱 높이기 위해 시효처리를 진행합니다.
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15. 금속 및 합금시편에서 X-선 회절기로부터 얻을 수 있는 정보가 아닌 것은?

  1. 결정구조
  2. 면간거리
  3. 원자간 결합력
  4. 격자상수
(정답률: 70%)
  • X-선 회절기로부터 얻을 수 있는 정보는 결정구조, 면간거리, 격자상수이다. 이는 X-선이 결정 구조 내에서 반사되는 패턴을 생성하므로 가능하다. 그러나 원자간 결합력은 X-선 회절기로부터 직접적으로 얻을 수 없다. 이는 원자 간의 상호작용과 관련이 있으며, 다른 실험 기술을 사용하여 결정할 수 있다.
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16. 다음 중 비정질에 해당되지 않는 것은?

  1. 아몰퍼스메탈
  2. 무정형
  3. 비결정
  4. 규칙계
(정답률: 84%)
  • 규칙계는 결정체와는 달리 분자나 이온 등이 규칙적으로 배열되어 있는 고체를 말한다. 따라서, 비정질에 해당되는 아몰퍼스메탈, 무정형, 비결정은 모두 규칙계가 아니며, 정답은 "규칙계"이다.
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17. 금속간 화합물(intermetallic compound)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기저항이 크다.
  2. 경도가 높고 취성이 있다.
  3. 고온에서 분해된다.
  4. 규칙-불규칙 변태가 있다.
(정답률: 63%)
  • "규칙-불규칙 변태가 있다."가 틀린 설명입니다. 금속간 화합물은 일정한 비율로 금속 원자가 결합하여 구성되는 결정 구조를 가지므로 규칙적인 구조를 가지며, 변태가 없습니다.
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18. 마텐자이트(martensite)가 경도가 큰 이유를 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 결정이 조대화되기 때문이다.
  2. 풀림에 의한 서냉 때문이다.
  3. 급냉으로 인한 내부응력 때문이다.
  4. 탄소 원자에 의한 철 격자의 약화 때문이다.
(정답률: 84%)
  • 마텐자이트는 급냉으로 인해 생성되는데, 이 때 급격한 온도 변화로 인해 내부응력이 발생하게 됩니다. 이 내부응력으로 인해 결정이 조대화되어 경도가 크게 증가하게 됩니다. 따라서 "급냉으로 인한 내부응력 때문이다."가 옳은 설명입니다.
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19. 순철을 매우 느린 속도로 가열하여 910℃에서 동소 변태를 할 때 일어나는 현상은?

  1. 체적이감소한다.
  2. 체적의변화가없다.
  3. 체적이증가한다.
  4. 결정구조가 HCP로 변한다.
(정답률: 55%)
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20. Fe-C 평형상태도에서 나타날 수 있 는반응이 아닌 것은?

  1. 공정반응
  2. 포정반응
  3. 재융반응
  4. 공석반응
(정답률: 86%)
  • 재융반응은 Fe-C 평형상태도에서 나타날 수 없는 반응입니다. 이는 철과 탄소가 고온에서 녹아서 혼합되는 과정으로, Fe-C 평형상태도는 고온에서 철과 탄소가 분리된 상태를 나타내기 때문입니다. 따라서, 정답은 "재융반응"입니다.

    - 공정반응: Fe와 C가 공존하여 Fe-C 합금을 형성하는 반응
    - 포정반응: Fe-C 합금에서 탄소가 Fe의 결정구조에 들어가는 반응
    - 공석반응: Fe-C 합금에서 탄소가 공석에 들어가는 반응
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2과목: 금속재료학

21. 고강도 알루미늄 합금인 두랄루민에 강도를 더욱 증가 시킨 초초두랄루민(extra super duralumin, ESD)은 두랄루민에 어떤 원소를 추가하여 제조되는가?

  1. C
  2. W
  3. Si
  4. Zn
(정답률: 64%)
  • ESD는 아연(Zn)을 추가하여 제조된다. 아연은 두랄루민의 강도를 높이는 데에 도움을 주는 합금 원소이다.
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22. 황동에서 발생하는 자연균열(season cracking)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 암모니아 분위기에서는 응력부식균열을 방지한다.
  2. 도료를 사용하거나 아연도금을 하면 방지할 수 있다.
  3. 관이나 봉 등의 가공재에서 잔류응력에 기인하는 균열이다.
  4. 185~260℃에서 응력제거 풀림을 하면 발생억제에 효과적이다.
(정답률: 72%)
  • "암모니아 분위기에서는 응력부식균열을 방지한다."가 틀린 설명입니다.

    황동에서 발생하는 자연균열은 관이나 봉 등의 가공재에서 잔류응력에 기인하는 균열로, 도료를 사용하거나 아연도금을 하면 방지할 수 있습니다. 또한 185~260℃에서 응력제거 풀림을 하면 발생억제에 효과적입니다.

    하지만 암모니아 분위기에서는 오히려 응력부식균열이 발생할 가능성이 있습니다. 암모니아 분위기는 높은 pH 값을 가지고 있어 황동의 표면을 부식시키고, 그로 인해 응력이 발생하여 균열이 생길 수 있습니다. 따라서 암모니아 분위기에서는 황동을 사용하지 않는 것이 좋습니다.
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23. 분말야금에서 요구되는 금속분말의 기본적인 특성이 아닌 것은?

  1. 입자의 형상
  2. 입자의 산화성
  3. 입자의 다공성
  4. 입도 및 입도분포
(정답률: 69%)
  • 분말야금에서 요구되는 금속분말의 기본적인 특성은 입자의 형상, 입도 및 입도분포, 입자의 다공성이다. 입자의 산화성은 금속분말의 특성 중 하나이지만, 분말야금에서 요구되는 기본적인 특성은 아니다. 입자의 산화성은 금속분말의 안정성과 관련이 있으며, 산화되기 쉬운 금속분말은 보관 및 처리에 주의가 필요하다.
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24. 탄소강에 합금원소를 첨가하는 목적이 아닌 것은?

  1. 내식성 및 내마모성을 향상시킨다.
  2. 합금원소에 의한 기지를 고용강화한다.
  3. 미려한 표면에 광택이 생기도록 한다.
  4. 변태속도의 변화에 따른 열처리 효과를 향상시킨다.
(정답률: 75%)
  • 탄소강에 합금원소를 첨가하는 목적은 내식성, 내마모성, 기지 강화, 열처리 효과 향상 등이 있지만, 미려한 표면에 광택을 생기도록 하는 것은 목적이 아니다. 따라서 정답은 "미려한 표면에 광택이 생기도록 한다."이다.
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25. 다음의 조직 중 경도가 가장 큰 것은?

  1. 마텐자이트
  2. 펄라이트
  3. 페라이트
  4. 베이나이트
(정답률: 78%)
  • 마텐자이트는 탄소 함량이 매우 낮아 경도가 가장 높은 조직입니다. 이는 탄소가 적어서 고체 용해도가 낮아 경도가 높아지기 때문입니다. 반면, 펄라이트와 페라이트는 탄소 함량이 높아 경도가 낮습니다. 베이나이트는 탄소 함량이 중간 정도이며, 경도도 중간 정도입니다.
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26. 구상흑연주철의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 내식성을 개선하려면 Si, Ni 등을 첨가한다.
  2. 감쇠능은 일반 탄소강보다 많이 떨어진다.
  3. Mg, Ca 등을 첨가하여 흑연을 구상화한 것이다.
  4. 흑연 구상화 처리 후 용탕상태로 방치하면 페딩(fading) 현상이 일어난다.
(정답률: 65%)
  • "감쇠능은 일반 탄소강보다 많이 떨어진다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 구상흑연주철은 일반 탄소강보다 감쇠능이 떨어지는 것이 특징이다. 이는 흑연 구조가 형성되면서 결정 내부에 존재하는 결함이 증가하기 때문이다. 이러한 결함은 응력 집중을 유발하여 강도와 인성을 감소시키는 요인이 된다. 따라서 구상흑연주철은 강도와 인성보다는 내식성이 뛰어나다는 특징을 가지고 있다.
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27. 탄소강에서 펄라이트(pearlite)의 조직으로 옳은 것은?

  1. 오스테나이트 + 시멘타이트
  2. 페라이트 + 오스테나이트
  3. 페라이트 + 시멘타이트
  4. 레데뷰라이트 + 오스테나이트
(정답률: 78%)
  • 탄소강에서 펄라이트는 페라이트와 시멘타이트의 혼합물입니다. 페라이트는 강철의 기본 구조 중 하나이며, 시멘타이트는 탄소와 철의 화합물입니다. 따라서 "페라이트 + 시멘타이트"가 옳은 조직입니다.
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28. 특수강인 엘린바에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열팽창계수가 아주 크다.
  2. 규소계 합금 금속이다.
  3. 구리가 다량 함유되어 있어 전도율이 좋다.
  4. 초음파 진동소자, 계측기기, 전자장치 등에 사용한다.
(정답률: 72%)
  • 특수강인 엘린바는 구리가 다량 함유되어 있어 전도율이 좋고, 초음파 진동소자, 계측기기, 전자장치 등에 사용됩니다. 엘린바의 열팽창계수가 아주 크다는 설명은 옳지 않습니다.
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29. 분말야금법의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 고용융점 재료의 제조가 가능하다.
  2. 절삭가공 생략이 가능하다.
  3. 제품의 크기에 제한이 없다.
  4. 공공이 분산된 재료의 제조가 가능하다.
(정답률: 69%)
  • "제품의 크기에 제한이 없다."는 올바른 특징이며, 이유는 분말야금법은 고체 재료를 분말화하여 사용하기 때문에 제품의 크기에 제한이 없습니다. 따라서 대형 제품이나 작은 부품 모두 분말야금법으로 제조할 수 있습니다.
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30. 고융점 금속에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기압이 낮다.
  2. Mo는 체심입방격자를 갖는다.
  3. 융점이 높으므로 고온강도가 크다.
  4. W, Mo는 열팽창계수가 높고,탄성률이 낮다.
(정답률: 51%)
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31. 탄소강에 함유된 원소의 영향으로 틀린 것은?

  1. P는 결정립을 조대화시킨다.
  2. Si는 연신율과 충격값을 증가시킨다.
  3. Mn은 경화능을 증대시키며 고온에서 결정립 성장을 억제시킨다.
  4. S는 강도, 연신율, 충격치를 감소시킨다.
(정답률: 51%)
  • Si는 탄소강의 성질을 개선시키는 원소 중 하나로, 탄소와 함께 합금되어 강도와 경도를 증가시키며, 동시에 연신율과 충격값을 증가시킵니다. 따라서, "Si는 연신율과 충격값을 증가시킨다."는 올바른 설명입니다.
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32. 비중 약 9.75, 용융점 약 265℃인 금속이며, 특히 응고할 때 팽창하는 금속은?

  1. Sn
  2. Ni
  3. Bi
  4. Pb
(정답률: 68%)
  • Bi는 비중이 높고 용융점이 높은 금속 중 하나입니다. 또한 응고할 때 팽창하는 특성을 가지고 있습니다. 따라서 이 문제에서 정답은 Bi입니다.
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33. 금속재료 경도시험방법 중 압입에 의한 것이 아닌 것은?

  1. 쇼어경도
  2. 비커스경도
  3. 로크웰경도
  4. 브리넬경도
(정답률: 77%)
  • 쇼어경도는 압입이 아닌 탄성계수를 이용하여 경도를 측정하는 방법이기 때문에 압입에 의한 방법이 아니다. 다른 보기들은 모두 압입에 의한 방법이다.
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34. 구리합금 중 석출경화성이 있으며, 가장 높은 강도와 경도를 갖는 합금은?

  1. Cu-Zn
  2. Cu-Sn
  3. Cu-Ag
  4. Cu-Be
(정답률: 58%)
  • Cu-Be 합금은 석출경화성이 있어서 열처리 후 강도와 경도가 높아지는 성질을 갖습니다. 또한, Be의 첨가로 인해 합금 내부의 결정 구조가 세밀해져서 높은 강도와 경도를 갖게 됩니다. 따라서, Cu-Be 합금은 가장 높은 강도와 경도를 갖는 구리합금입니다.
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35. 고망간강의 특성에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열전도성이 우수하며, 팽창계수가 작다.
  2. 상온에서 오스테나이트의 기지를 갖는다.
  3. 고온에서 서냉하면 결정립계에 탄화물이 석출한다.
  4. 인성을 부여하기 위하여 수인법(water toughening)을 이용한다.
(정답률: 48%)
  • 정답은 "인성을 부여하기 위하여 수인법(water toughening)을 이용한다."이다. 고망간강은 열전도성이 우수하며, 팽창계수가 작아서 열팽창이 적은 특성을 가지고 있다. 또한 상온에서 오스테나이트의 기지를 갖고 있으며, 고온에서 서냉하면 결정립계에 탄화물이 석출된다. 이러한 특성 때문에 고망간강은 고온에서 사용되는 부품에 적합하다.
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36. 구리의 절삭성을 개선시키고 도전율은 약 90%로 유지하게 하는 원소로 약 0.5% 정도를 첨가하는 것은?

  1. H
  2. Ag
  3. Zn
  4. Te
(정답률: 55%)
  • Te 원소는 구리 합금에서 절삭성을 개선시키는 데 효과적으로 사용됩니다. 이는 Te가 구리와 결합하여 구리의 결정 구조를 변화시키고, 이로 인해 절삭성이 향상되기 때문입니다. 또한, Te 첨가는 구리의 도전율을 크게 감소시키지 않고 약 90%로 유지할 수 있습니다. 따라서 Te가 구리 합금에서 절삭성 개선과 도전율 유지에 효과적으로 사용됩니다.
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37. 오스테나이트계 스테인리스강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대표적인 조성은 18%Cr – 8%Ni 이다.
  2. 자성체이며, FCC의 결정구조를 갖는다.
  3. 오스테나이트조직은 페라이트조직보다 원자밀도가 높아 내식성이 좋다.
  4. 1100℃ 부근에서 급냉하는 고용화처리를 하여 균일한 오스테나이트조직으로 사용한다.
(정답률: 72%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 비자성체이며, FCC의 결정구조를 갖는다는 설명이 틀린 것입니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 비자성체이며, BCC의 결정구조를 갖습니다.
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38. 60~70%Ni에 Cu를 첨가한 합금은?

  1. 엘린바
  2. 플래티나이트
  3. 모넬메탈
  4. 콘스탄탄
(정답률: 54%)
  • 60~70%Ni에 Cu를 첨가한 합금은 모넬메탈이다. 이는 모넬메탈이 Ni와 Cu를 주요 원소로 함유하고 있기 때문이다. 또한, 모넬메탈은 내식성과 내열성이 뛰어나며, 전기 저항이 낮아 전기 연결성이 우수하다는 특징을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 모넬메탈은 고온에서 사용되는 엔진 부품, 전기 접점 등에 널리 사용되고 있다.
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39. 용강을 레이들에서 완전 탈산시킨 강은?

  1. Killed강
  2. Rimmed강
  3. Capped강
  4. Semi-killed강
(정답률: 76%)
  • "Killed강"은 용강을 완전히 탈산시키는 과정에서 압력을 가해 강을 균일하게 성형시키고, 이후에 냉각하여 결정 구조를 조절하는 방식으로 제조된 강입니다. 따라서 "Killed강"은 용강을 완전 탈산시킨 강입니다. "Rimmed강"은 용강을 일부 탈산시키고, "Capped강"은 용강을 대부분 탈산시키지만 일부 탈산되지 않은 부분이 있을 수 있습니다. "Semi-killed강"은 용강을 일부 탈산시키는 방식으로 제조됩니다.
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40. 가공용 Mg 합금으로 상태도 651℃ 부근에서 포정 반응을 하며 용접성, 고온 성형성 및 내식성이 양호한 합금계는?

  1. Mg –Mn계 합금
  2. Mg –Zn계 합금
  3. Mg –Zr계 합금
  4. Mg –Ce계 합금
(정답률: 57%)
  • Mg-Mn계 합금은 Mn의 첨가로 인해 고온에서의 강도와 내식성이 향상되며, 높은 용접성과 성형성을 가지고 있기 때문에 가공용 Mg 합금으로 적합합니다. 반면에 Mg-Zn계 합금은 고온에서 불안정하며, Mg-Zr계 합금은 고온에서의 강도가 높지만 용접성이 낮습니다. Mg-Ce계 합금은 내식성이 우수하지만 고온에서의 강도가 낮습니다. 따라서, Mg-Mn계 합금이 가공용 Mg 합금으로 적합한 것입니다.
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3과목: 야금공학

41. 다음 리차드 법칙이 나타내는것은?

  1. 금속의 종류에 관계 없이 융해열이 일정하다.
  2. 원자량 또는 분자량이 크면 융해열이 많이 필요하다.
  3. 용융점이 높은 금속일수록 많은 융해열이 필요하다.
  4. 상태의 변화에는 금속에 관계없이 일정량의 열이 필요하다.
(정답률: 74%)
  • 리차드 법칙은 "금속의 종류에 관계 없이 상태의 변화에는 일정량의 열이 필요하다."는 것을 나타내는 법칙입니다. 따라서, "용융점이 높은 금속일수록 많은 융해열이 필요하다."는 이유는 원자량 또는 분자량이 크면 융해열이 많이 필요하기 때문입니다. 즉, 더 많은 입자들이 모여있는 물질일수록 더 많은 열이 필요하므로, 용융점이 높은 금속일수록 더 많은 융해열이 필요합니다.
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42. 다음 중 열역학 제1법칙을 가장 잘 설명한 것은?

  1. 에너지 보존의 법칙이다.
  2. 열적 평형상태에 관한 법칙이다.
  3. 내부에너지의 변화는 항상 한 일과 같다.
  4. 내부에너지의 변화는 항상 흡수한 열량과 같다.
(정답률: 81%)
  • 정답은 "에너지 보존의 법칙이다." 이다. 이는 열역학 제1법칙이 에너지는 변하지 않으며, 단지 형태만 변할 뿐이라는 것을 의미한다. 따라서 시스템 내부의 에너지 변화는 항상 외부와의 상호작용을 통해 일어나며, 이때 흡수한 열량과 한 일의 양은 항상 같다는 것을 의미한다.
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43. 다음 중 염기성 내화물인 것은?

  1. 규석
  2. 샤모트
  3. 납석
  4. 돌로마이트
(정답률: 77%)
  • 정답: 돌로마이트

    설명: 염기성 내화물은 산성 환경에서 용이하게 용해되는 내화물을 말합니다. 돌로마이트는 칼슘과 마그네슘의 탄산염으로, 알칼리성을 띄고 있습니다. 따라서 산성 환경에서는 용이하게 용해되어 염기성 내화물로 분류됩니다.
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44. 금속의 상변태시 압력변화에 따른 비등점 상승이 나융점 강하를 알고자 할 때 유용한 관계식은?

  1. Van't Hoff Equation
  2. Gibbs – Duhem Equation
  3. Gibbs – Helmholtz Equation
  4. Clausius – Clapeyron Equation
(정답률: 59%)
  • Clausius – Clapeyron Equation은 압력과 온도에 따른 상변태의 비등점 상승과 융점 강하를 계산하는데 사용되는 관계식입니다. 이 식은 기체와 액체 사이의 상변태를 설명하는데 유용하며, 이상 기체의 경우에도 적용될 수 있습니다. 따라서 금속의 상변태시 압력변화에 따른 비등점 상승이나 융점 강하를 알고자 할 때 Clausius – Clapeyron Equation을 사용할 수 있습니다. Van't Hoff Equation은 반응 열역학을 설명하는데 사용되며, Gibbs – Duhem Equation은 다성분 체계에서 화학평형을 설명하는데 사용됩니다. Gibbs – Helmholtz Equation은 열역학적 안정성을 설명하는데 사용됩니다.
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45. 100g의 구리로 만든 15℃의 열량계가 15℃의 물 200g에 들어 있다. 100℃의 알루미늄 300g을 넣었을 때, 물의 온도가 34.7℃로 되었다면, 알루미늄의 비열은 약 몇 cal/g·℃ 인가? (단, 구리의 비열은 0.090cal/g·℃이다.)

  1. 0.21
  2. 0.3
  3. 0.41
  4. 0.51
(정답률: 44%)
  • 먼저, 구리로 만든 열량계가 물과 열 교환이 일어나면서 물의 온도가 변화하게 됩니다. 이때, 열량 보존의 법칙에 따라 구리로 만든 열량계가 잃어버린 열량과 물이 얻은 열량이 같아야 합니다.

    구리로 만든 열량계가 잃어버린 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    잃어버린 열량 = 구리의 질량 x 구리의 비열 x (물의 최종 온도 - 물의 초기 온도)
    = 100g x 0.090cal/g·℃ x (34.7℃ - 15℃)
    = 174.6cal

    따라서, 물이 얻은 열량도 174.6cal이어야 합니다.

    물이 얻은 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    물이 얻은 열량 = 물의 질량 x 물의 비열 x (물의 최종 온도 - 물의 초기 온도)
    = 200g x 1cal/g·℃ x (34.7℃ - 15℃)
    = 4640cal

    따라서, 알루미늄이 물에 전달한 열량도 4640cal이어야 합니다.

    알루미늄이 물에 전달한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    알루미늄이 물에 전달한 열량 = 알루미늄의 질량 x 알루미늄의 비열 x (알루미늄의 최종 온도 - 물의 최종 온도)
    = 300g x x (34.7℃ - 15℃)
    = 4641cal

    따라서, 알루미늄의 비열은 약 0.21cal/g·℃입니다.
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46. 깁스–듀헴식(Gibbs–Duhem equation)은 어떤 경우에 쓰는가?

  1. 2원계에서 두 성분의 활동도계수를 모르는 상태에서 활동도계수를 계산해야 하는 경우
  2. 3원계에서 한 성분의 혼합 자유에너지를 알고 다른 성분들의 혼합 자유에너지를 계산해야 하는 경우
  3. 2원계에서 두 성분의 혼합 자유에너지를 모르는 상태에서 자유에너지를 계산해야 하는 경우
  4. 2원계에서 한 성분의 활동도계수를 알고 다른 성분의 활동도계수를 계산해야 하는 경우
(정답률: 71%)
  • 깁스–듀헴식은 2원계에서 한 성분의 활동도계수를 알고 다른 성분의 활동도계수를 계산해야 하는 경우에 사용된다. 이는 두 성분의 활동도계수의 합이 상수이기 때문에, 한 성분의 활동도계수를 알고 있다면 다른 성분의 활동도계수를 계산할 수 있기 때문이다.
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47. 엔트로피의 절대치를 구할 수 있는 근거를 제공하는 법칙은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 69%)
  • 열역학 제3법칙은 절대영도에서 모든 물질의 엔트로피가 0에 가까워지는 것을 말합니다. 이 법칙은 절대영도에서 모든 물질의 엔트로피가 0이 되기 때문에, 이를 기준으로 엔트로피의 절대치를 구할 수 있습니다. 따라서, 열역학 제3법칙은 엔트로피의 절대치를 구할 수 있는 근거를 제공합니다.
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48. 황 32kg을 완전 연소시키기 위하여 필요한 산소량은 몇 kg 인가?

  1. 32
  2. 1
  3. 12
  4. 2
(정답률: 76%)
  • 황(H₂)의 분자량은 2 × 1.008 = 2.016 g/mol 이다. 따라서 32 kg의 황은 몰 단위로 환산하면 32,000 g ÷ 2.016 g/mol = 15,873.02 mol 이다.

    황이 완전 연소되려면 다음과 같은 반응식을 따른다.

    S₂ + O₂ → SO₂

    이 반응식에서 1 몰의 황이 1 몰의 산소와 반응하여 2 몰의 이산화황을 생성한다. 따라서 15,873.02 몰의 황을 완전 연소시키기 위해서는 15,873.02 몰 × 1 몰 산소 ÷ 2 몰 황 = 7,936.51 몰의 산소가 필요하다.

    산소의 분자량은 2 × 15.999 = 31.998 g/mol 이므로, 7,936.51 몰의 산소는 7,936.51 몰 × 31.998 g/mol = 254,965.47 g = 254.97 kg 이다.

    따라서 황 32 kg을 완전 연소시키기 위해서는 254.97 kg의 산소가 필요하다.
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49. 다음 중 발열량이 가장 높은 것은?

  1. CH4
  2. C3H8
  3. C2H2
  4. H2S
(정답률: 75%)
  • 발열량은 단위 질량당 열량을 의미하며, 화학 반응에서 발생하는 열의 양을 나타냅니다. 이 중에서 C3H8의 발열량이 가장 높은 이유는 분자 내에 있는 결합 에너지가 높기 때문입니다. C3H8은 세 개의 C-C 결합과 여섯 개의 C-H 결합으로 이루어져 있습니다. 이러한 결합들은 매우 강하고 안정적이기 때문에 분자 내에서 발생하는 화학 반응에서 많은 열이 방출됩니다. 따라서 C3H8의 발열량이 가장 높습니다.
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50. 조연(Pb)의 건식정련시 제일 먼저 부유물(Dross)로 제거되는 성분은?

  1. Au
  2. Cu
  3. Bi
  4. Zn
(정답률: 53%)
  • 조연(Pb)의 건식정련시 부유물(Dross)로 제거되는 성분은 주로 산화물이며, 이 중에서도 산화구리(CuO)가 가장 높은 비율을 차지하기 때문에 Cu가 제일 먼저 부유물로 제거됩니다.
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51. 25°C에서 3mole의 H2(g)와 1mole의 N2(g)를 섞어서 이상기체 혼합물을 생성할 때 ΔSM(Entropy of mixing)는 약 몇 cal/K 인가?

  1. 4.5
  2. 5.5
  3. 6.5
  4. 7.5
(정답률: 48%)
  • 이상기체 혼합물의 ΔSM는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔSM = -RΣxilnxi

    여기서 R은 기체 상수이고, xi는 각 구성 성분의 몰 분율이다. 따라서, 이 문제에서 ΔSM를 계산하기 위해서는 먼저 각 구성 성분의 몰 분율을 계산해야 한다.

    H2(g)와 N2(g)의 초기 몰 분율은 각각 3/4와 1/4이다. 이 두 기체를 섞으면, 최종 몰 분율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    H2(g): (3/4 + 1/4)/2 = 1/2

    N2(g): (1/4 + 3/4)/2 = 1/2

    따라서, 이상기체 혼합물의 몰 분율은 H2(g)와 N2(g)가 각각 1/2이다.

    이제 ΔSM를 계산할 수 있다.

    ΔSM = -RΣxilnxi = -R[(1/2)ln(1/2) + (1/2)ln(1/2)] = -Rln(1/2) ≈ 4.5 cal/K

    따라서, 정답은 "4.5"이다. 이유는 ΔSM를 계산하는 공식을 이용하여 각 구성 성분의 몰 분율을 계산하고, 이를 이용하여 ΔSM를 계산하면 된다.
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52. 탈산원소 중 탈산력의 세기가 큰 것부터 순서대로 나열한 것은?

  1. Al＞Ca＞Mn＞Si
  2. Si＞Al＞Ca＞Mn
  3. Ca＞Al＞Si＞Mn
  4. Ca＞Si＞Al＞Mn
(정답률: 57%)
  • 탈산력은 원소의 전자 구성과 결합 상태에 따라 달라지는데, 전자 구성이 안정적인 원소일수록 탈산력이 작아지고, 결합 상태가 강한 원소일수록 탈산력이 커진다.

    따라서, Ca는 전자 구성이 안정적이고 결합 상태가 강하여 탈산력이 가장 크고, Al은 전자 구성이 상대적으로 불안정하고 결합 상태가 강하여 Ca보다는 작지만 Mn보다는 크며, Si는 전자 구성이 불안정하고 결합 상태가 상대적으로 약하여 Mn보다는 크지만 Al보다는 작다. 따라서, Ca＞Al＞Si＞Mn이 정답이다.
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53. 일정 조성의 계에 대한 헬름홀츠 자유에너지는 어떤 변수들을 독립변수로 하는 함수인가?

  1. 온도와 압력
  2. 압력과 부피
  3. 부피와 온도
  4. 내부에너지와 엔탈피
(정답률: 55%)
  • 일정 조성의 계에 대한 헬름홀츠 자유에너지는 부피와 온도를 독립변수로 하는 함수이다. 이는 이상기체 상태방정식에서 부피와 온도가 독립변수이기 때문이다. 압력은 부피와 온도에 의존하는 변수이므로 독립변수가 될 수 없다. 내부에너지와 엔탈피는 계의 상태에 따라 변하는 함수이므로 독립변수가 될 수 없다.
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54. 고체 탄소가 산화하여 이산화탄소 기체가 되는 반응이 다음과 같을 때, 1000K에서 반응의 형태와 방향으로 옳은 것은? (단, 반응전 산소와 CO2의 분압은 같다.)

  1. 형태 : 발열반응, 반응방향 : CO2생성방향
  2. 형태 : 흡열반응, 반응방향 : CO2생성방향
  3. 형태 : 발열반응, 반응방향 : CO2생성역방향
  4. 형태 : 흡열반응, 반응방향 : CO2생성역방향
(정답률: 67%)
  • 이 반응은 고체 탄소가 산화되어 기체인 이산화탄소가 생성되는 반응이다. 이 반응은 발열반응이다. 즉, 반응이 진행되면서 열이 방출된다. 또한, 반응 방향은 CO2 생성 방향이다. 즉, 고체 탄소와 이산화탄소가 반응하여 더 많은 이산화탄소가 생성된다. 따라서 정답은 "형태 : 발열반응, 반응방향 : CO2생성방향"이다.
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55. 10g의 아연과 20g의 구리를 섞어 이상적으로 균일한 황동을 만들었을 때의 엔트로피 증가는 약 몇 cal/K 인가? (단, Cu, Zn의 원자량은 각각 63.5, 65.3g/mole 이다.)

  1. 3.8
  2. 0.58
  3. 0.38
  4. 6.0
(정답률: 43%)
  • 먼저, 이상적으로 균일한 황동을 만들기 위해서는 아연과 구리가 완전히 혼합되어야 합니다. 이 과정에서 엔트로피가 증가하게 됩니다.

    엔트로피 변화량은 ΔS = R ln (Vf/Vi)로 계산할 수 있습니다. 여기서 R은 기체상수, Vf는 최종 상태의 부피, Vi는 초기 상태의 부피입니다.

    이 문제에서는 고체 상태에서의 혼합이므로 부피 변화는 무시할 수 있습니다. 따라서 ΔS = R ln (Xf/Xi)로 계산할 수 있습니다. 여기서 X는 몰 분율을 나타냅니다.

    최종적으로 만들어진 황동의 몰 분율은 (10g/65.3g/mol + 20g/63.5g/mol) = 0.425입니다. 초기 상태에서는 아연과 구리가 분리되어 있으므로 몰 분율은 각각 0.154와 0.308입니다.

    따라서 ΔS = R ln (0.425/0.154*0.308) = 0.58 cal/K입니다.

    정답은 "0.58"입니다.
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56. 라울(Raoult)의 법칙에 따르는 이상용액에서 용질물질 B의 활동도 계수 γB는?

  1. γB=Cv
  2. γB＜1
  3. γB=0
  4. γB=1
(정답률: 66%)
  • 라울의 법칙에 따르면 이상용액에서 용질물질 B의 증기압은 용질물질 B의 몰 분율에 비례한다. 따라서 이상용액에서 용질물질 B의 활동도 계수 γB는 1이다. 이는 용질물질 B의 증기압이 이상적인 경우와 동일하다는 것을 의미한다.
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57. 다음 중 이상기체의 가역단열과정에서 성립되는 관계식은? (단, ΔU = 내부에너지변화, q = 열, P = 압력, V = 부피, T = 온도, W = 일)

  2. P = RIT
  3. ΔU = q = W
(정답률: 64%)
  • 이상기체의 가역단열과정에서는 열전달이 없으므로 q = 0이 되고, 일(W)은 압력(P)과 부피(V)의 곱으로 나타낼 수 있으므로 W = -PΔV가 된다. 이 때, 내부에너지변화(ΔU)는 온도(T)에 대한 함수이므로 ΔU = RIT가 성립한다. 따라서 정답은 ""이다.
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58. 다음 관계식 중 옳은 것은? (단, A : helmholtz 자유에너지, G : Gibbs 자유에너지, H : 엔탈피, E : 내부에너지, S : 엔트로피, T : 온도, P : 압력, V : 부피)

  1. H=S+PV
  2. A=E-TS
  3. G=A-PV
  4. G=P–TS
(정답률: 61%)
  • 정답은 "A=E-TS"이다. 이는 Helmholtz 자유에너지의 정의식으로, 내부에너지와 엔트로피, 그리고 온도를 이용하여 계산할 수 있다. Helmholtz 자유에너지는 시스템이 일을 하기 위해 사용 가능한 에너지를 의미하며, 열역학에서 중요한 개념 중 하나이다. 이 식은 내부에너지와 엔트로피의 관계를 나타내며, 온도가 낮을수록 Helmholtz 자유에너지가 높아진다는 것을 의미한다.
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59. 고로에 주로 사용되는 내화재로 짝지어진 것은?

  1. 카보랜덤, 마그네시아, 석고질
  2. 지르코니아질, 규산질, 샤모트질
  3. 점토질, 탄소질, 고알루미나질
  4. 탄화규소, 크로마이트질, 납석질
(정답률: 58%)
  • 고로는 고온에서 사용되기 때문에 내화성이 뛰어나야 합니다. 이 중에서도 점토질은 고온에서도 안정적이며, 탄소질은 내화성이 높아서 고온에서도 변형이 적습니다. 고알루미나질은 내화성이 뛰어나며, 내식성도 좋아서 고로에 많이 사용됩니다. 따라서 점토질, 탄소질, 고알루미나질이 고로에 주로 사용되는 내화재로 짝지어진 것입니다.
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60. 다음 중 열전도율의 단위로 옳은 것은?

  1. kcal/h
  2. kcal/m·h·°C
  3. Kcal/h·°C
  4. kcal/m3h·°C
(정답률: 72%)
  • 열전도율은 단위 면적당 단위 시간당 열의 전달량과 온도차이의 역수로 표현되며, 일반적으로 "W/m·K" (와트/미터·켈빈)로 표기된다. 그러나 보기 중에서는 "kcal/m·h·°C"가 옳은 답이다. 이는 열전도율을 나타내는 단위로, 1m 길이의 1m2 면적을 가진 물체에서 1시간 동안 1도의 온도차이가 발생할 때 전달되는 열의 양을 나타내는 단위이다. "kcal"은 칼로리를 나타내는 단위로, 1kcal은 1000cal이다. 따라서 "kcal/m·h·°C"는 1m 길이의 1m2 면적을 가진 물체에서 1시간 동안 1도의 온도차이가 발생할 때 전달되는 열의 양을 나타내는데, 이때 1칼로리의 열이 전달된다는 것을 의미한다.
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4과목: 금속가공학

61. 최대 전단응력 항복조건과 관련이 가장 깊은 것은?

  1. Tresca
  2. Frank
  3. Cottrell
  4. lattice
(정답률: 75%)
  • 최대 전단응력 항복조건은 재료가 언제 파괴되는지를 결정하는 중요한 조건 중 하나입니다. 이 조건은 재료 내부의 전단응력이 일정 값 이상이 되면 파괴가 일어난다는 것을 의미합니다. Tresca는 최대 전단응력 항복조건 중 하나로, 재료 내부의 전단응력이 재료의 인장강도의 절반을 초과하면 파괴가 일어난다는 것을 의미합니다. 따라서 Tresca는 최대 전단응력 항복조건과 관련이 가장 깊은 것입니다.
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62. 의 값으로 옳은 것은? (단, a0는 격자상수이다.)

(정답률: 68%)
  • 답은 "" 이다.

    이유는 a0는 격자상수이므로, a0의 값은 1이다. 따라서, 위의 식을 계산하면 1/2가 된다.
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63. 다음 중 피로파괴에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 반복하중 없이 충격에 의해서만 얻어진다.
  2. 파면이 주 인장응력 방향에 평행하다.
  3. 파면에는 주로 원형자국(beach mark)이 나타난다.
  4. 최대 인장응력이 최소가 되어야 피로파괴가 일어난다.
(정답률: 62%)
  • 파면은 주로 원형자국이 나타나는 이유는 파동이 원형으로 전파되기 때문이다. 따라서 파면에는 원형적인 형태의 자국이 남게 된다.
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64. 균질변형에서 경계마찰계수(m)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부착인 경우는 1 이다.
  2. 완전 미끄러짐은 0 (Zero)이다.
  3. 계면에서의 전단응력은 재료의 전단항복응력을 초과한다.
  4. m은 계면전단강도/전단항복응력으로 표현된다.
(정답률: 69%)
  • "부착인 경우는 1 이다."라는 설명이 틀린 것이다. 부착인 경우에는 경계마찰계수가 0이 된다.

    계면에서의 전단응력은 재료의 전단항복응력을 초과하는 이유는, 경계면에서는 미끄러짐이 발생하기 때문이다. 이 미끄러짐은 경계면에서의 마찰력과 관련이 있다. 따라서 경계마찰계수는 경계면에서의 마찰력을 나타내는 값으로, 이 값이 전단항복응력보다 크다는 것은 경계면에서의 마찰력이 재료의 내구성을 초과한다는 것을 의미한다.
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65. 다음 중 잔류응력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상변태를 촉진한다.
  2. 재료의 부식을 방지한다.
  3. 소성변형이나 파괴의 원인이 된다.
  4. 소량의 소성변형에 의해서도 잔류응력을 제거할 수 있다.
(정답률: 63%)
  • "상변태를 촉진한다."가 틀린 설명입니다. 잔류응력은 재료 내부에 존재하는 응력으로, 소성변형이나 파괴의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 잔류응력을 제거하거나 최소화하는 것이 중요합니다. 이를 위해 소량의 소성변형으로도 잔류응력을 제거할 수 있으며, 또한 잔류응력이 재료의 부식을 방지하는 역할도 합니다.
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66. 압출가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직접 압출을 전방 압출이라 한다.
  2. 간접 압출을 후방 압출이라 한다.
  3. 압출력은 간접 압출이 직접 압출보다 작다.
  4. 간접압출은 제품의 램 진행방향과 같은 방향으로 압출된다.
(정답률: 72%)
  • "간접압출은 제품의 램 진행방향과 같은 방향으로 압출된다."가 틀린 것이다. 간접압출은 제품의 램 진행방향과 수직 방향으로 압출된다.
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67. 다음 중 압하율을 크게 하는 조건이 아닌 것은?

  1. 지름이 큰 롤을 사용한다.
  2. 압연 온도를 높여 준다.
  3. 롤 회전속도를 빠르게 한다.
  4. 압연재를 뒤에서 밀어 준다.
(정답률: 74%)
  • 롤 회전속도를 빠르게 하는 것은 압하율을 크게 하는 조건 중 하나이다. 따라서 정답은 없다. 롤 회전속도를 빠르게 함으로써 압연재와 롤 사이의 마찰력이 증가하고, 이로 인해 압하율이 증가한다.
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68. 금속에 탄성한계 내의 하중이 가해졌을 때, 응력과 변형률의 관계로 옳은 것은? (단, σ : 공칭응력, E : 탄성계수, ε : 공칭변형률이다.)

  1. σ = E × ε
  2. σ = E / ε
  3. σ = E + ε
  4. σ = E - ε
(정답률: 77%)
  • "σ = E × ε"가 옳은 이유는 탄성한계 내에서는 응력과 변형률이 비례하기 때문이다. 이는 훅의 법칙에 의해 설명될 수 있는데, 훅의 법칙은 탄성한계 내에서 응력과 변형률이 비례한다는 것을 말한다. 따라서 σ = E × ε가 옳은 식이다.
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69. 바우싱거 효과(Bauschinger effect)를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 비틀림 변형의 경우에서 명백히 관찰된다.
  2. 소성 변형에 대한 저항이 이력(hysteresis)과 관계가 있다.
  3. 응력의 변화가 작은 경우 바우싱거 효과는 무시될 수 있다.
  4. 한번 어느 방향으로 소성변형을 가한 재료에 역방향의 하중을 가하면 전보다 큰 응력에서 항복이 생긴다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "한번 어느 방향으로 소성변형을 가한 재료에 역방향의 하중을 가하면 전보다 큰 응력에서 항복이 생긴다." 가 아니다.

    바우싱거 효과는 재료가 일정한 응력 하에서 양방향으로 변형을 가하면, 역방향으로 하중을 가할 때 전보다 더 큰 응력에서 항복이 생기는 현상을 말한다. 이는 소성 변형에 대한 저항이 이력과 관계가 있기 때문에 발생한다. 비틀림 변형의 경우에서 명백히 관찰된다. 그러나 응력의 변화가 작은 경우 바우싱거 효과는 무시될 수 있다.
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70. 상온에서 HCP 결정조직을 갖는 금속으로만 짝지어진 것은?

  1. Be, Zn, Mg
  2. Ag, Al, Ni
  3. Ba, Fe, Mo
  4. Cr, Au, Ti
(정답률: 66%)
  • HCP 결정조직을 갖는 금속은 hexagonal close-packed의 약자인 HCP 구조를 갖습니다. 이 구조는 금속 원자들이 서로 가까이 위치하여 밀도가 높은 구조를 이루는데, 이러한 구조를 갖는 금속으로는 Be, Zn, Mg가 있습니다. 따라서 이 중에서 다른 금속과 짝지어지지 않은 것은 "Be, Zn, Mg" 입니다.
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71. 다음 그래프 중 완전탄성응력-변형률 곡선으로 가장 적절한 것은?

(정답률: 72%)
  • 정답은 ""입니다. 이유는 완전탄성응력-변형률 곡선은 탄성계수와 관련이 있으며, 탄성계수는 응력과 변형률의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 완전탄성응력-변형률 곡선은 일정한 기울기를 가지는 직선이 됩니다. "" 그래프는 일정한 기울기를 가지는 직선으로, 탄성계수가 일정하다는 것을 나타내므로 가장 적절한 그래프입니다.
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72. 3개의 주응력 σ1, σ2, σ3의 관계가 σ1＞σ2＞σ3 과 같을 때, 항복응력이 k 라면, 단축인장에서의 항복조건은?

  1. σ1-σ2=2k
  2. σ2-σ1=2k
  3. σ2=2k
  4. σ1=2k
(정답률: 67%)
  • 단축인장에서의 항복조건은 최대 주응력이 항복응력인 것이므로, σ1=k 일 때 파괴가 일어난다. 따라서 σ1=2k 가 되어야 항복조건을 만족한다. 보기 중에서 이유를 설명해주는 것은 "σ1-σ2=2k" 이다. 이 식에서 σ1은 최대 주응력이므로 k, σ2는 중간 주응력이므로 k-2k 사이의 값이다. 따라서 σ1-σ2는 2k 이상이 되어야 하며, 이를 만족하는 값은 σ1=2k 이다.
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73. 크리프의 곡선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 1단계 크리프는 변율이 점차 증가하는 단계이다.
  2. 2단계 크리프는 정상크리프라고도 한다.
  3. 3단계 크리프는 시편의 유효단면적이 감소하는 단계이다.
  4. 크리프 한도란 어떤 시간 후에 크리프가 정지하는 최대응력이다.
(정답률: 57%)
  • "1단계 크리프는 변율이 점차 증가하는 단계이다."가 틀린 설명이다. 1단계 크리프는 변형률이 일정한 속도로 증가하는 단계이며, 2단계 크리프에서 변형률이 더 빠르게 증가한다.
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74. Hall-Petch 식으로 설명되는 재료의 강화기구는?

  1. 분산강화
  2. 고용강화
  3. 결정립계에 의한 강화
  4. 점결함에 의한 경화
(정답률: 63%)
  • Hall-Petch 식은 결정립의 크기가 작아질수록 재료의 강도가 증가한다는 것을 보여준다. 이는 결정립의 크기가 작아질수록 결정 내부에서 발생하는 변형이 어려워지기 때문이다. 따라서 결정립계에 의한 강화가 Hall-Petch 식으로 설명되는 재료의 강화기구이다.
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75. 샤르피 충격시험에서 해머를 올렸을 때의 각도를 α, 시험편 파단 후의 각도를 β라고 할 때, 충격흡수 에너지를 구하는 식은? (단, W는 해머의 무게, R은 해머의 회전축 중심에서 무게 중심까지의 거리이다.)

  1. WR(cosα -1)
  2. WR(cosβ -1)
  3. WR(cosβ -cosα)
  4. WR(cosα -cosβ)
(정답률: 79%)
  • 샤르피 충격시험에서 해머를 올렸을 때와 시험편 파단 후의 상태에서의 해머의 위치는 다르다. 이때 해머가 이동한 거리는 R(cosα - cosβ)이다. 이동한 거리에 따라 해머가 가진 운동 에너지는 1/2W(R(cosα - cosβ))^2이다. 이 운동 에너지는 충격흡수 에너지로 변환되어 시험편이 파괴되는 과정에서 소모된다. 따라서 충격흡수 에너지는 운동 에너지와 같으므로, 충격흡수 에너지는 1/2W(R(cosα - cosβ))^2이다. 이를 식으로 정리하면 WR(cosβ - cosα)가 된다. 따라서 정답은 "WR(cosβ -cosα)"이다.
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76. 면심입방격자 구조에서 최대 조밀원자면의 적층순서로 옳은 것은?

  1. ABC ABCABC
  2. ABC ACA BCA
  3. ABC ACB CAB
  4. ABA BAB ABA
(정답률: 70%)
  • 면심입방격자 구조에서 최대 조밀원자면의 적층순서는 ABC ABCABC이다. 이는 각 층에서 원자들이 가장 밀집하게 배치되는 순서이기 때문이다. 즉, 첫 번째 층에서는 A, B, C 원자가 각각 한 개씩 배치되고, 두 번째 층에서는 A, B, C 원자가 각각 두 개씩 배치되며, 세 번째 층에서는 A, B, C 원자가 각각 세 개씩 배치된다. 이렇게 원자들이 가장 밀집하게 배치되는 순서를 따르면, 구조의 안정성과 강도를 높일 수 있다.
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77. 파괴 과정 중에 소성변형이 거의 없고 균열의 전파속도가 빠른 파괴는?

  1. 연성파괴
  2. 취성파괴
  3. 전단파괴
  4. 컵-원뿔형파괴
(정답률: 80%)
  • 취성파괴는 파괴 과정 중에 소성변형이 거의 없고 균열의 전파속도가 빠른 파괴입니다. 이는 재료 내부에서 응력이 집중되어 균열이 빠르게 전파되는 것으로, 예를 들어 유리나 세라믹 등의 무결성이 중요한 재료에서 발생할 수 있습니다. 따라서 취성파괴는 예측하기 어렵고 갑작스러운 파괴로 인해 안전성이 중요한 분야에서 주의해야 합니다.
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78. 면심입방격자의 슬립면과 슬립방향을 바르게 나타낸 것은?

  1. (110)-[111]
  2. (111)-[110]
  3. (001)-[110]
  4. (110)-[101]
(정답률: 73%)
  • 정답은 "(111)-[110]"이다.

    면심입방격자는 FCC 구조를 가지고 있으며, 슬립면은 {111}면이고, 슬립방향은 [110] 방향이다.

    이유는 {111}면은 FCC 구조에서 가장 밀도가 높은 면으로, 슬립이 일어날 때 가장 적은 에너지가 소모되기 때문에 슬립면으로 선정된다. 또한 [110] 방향은 FCC 구조에서 가장 많이 나타나는 방향 중 하나로, 슬립이 일어날 때 가장 적은 에너지가 소모되기 때문에 슬립방향으로 선정된다.

    따라서, 면심입방격자의 슬립면과 슬립방향을 바르게 나타내면 "(111)-[110]"이 된다.
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79. 재결정 거동에 영향을 주는 용인과 재결정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재결정을 일으키는 데에는 최소한의 변형이 필요하다.
  2. 변형정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 낮아진다.
  3. 금속의 순도가 높아질수록 재결정온도는 감소한다.
  4. 가공온도가 증가하면, 같은 재결정 거동을 얻는데 필요한 변형량이 증가한다.
(정답률: 60%)
  • "가공온도가 증가하면, 같은 재결정 거동을 얻는데 필요한 변형량이 증가한다."가 틀린 것이다.

    재결정은 결정 구조의 변화를 일으키는 과정으로, 최소한의 변형이 필요하다. 따라서 변형정도가 작을수록 재결정을 일으키는데 필요한 온도는 낮아진다. 또한, 금속의 순도가 높아질수록 재결정온도는 감소한다.
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80. 회복 및 재결정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기저항은 회복의 과정에서 서서히 감소한다.
  2. 경도는 회복의 과정에서 별로 변하지 않고 재결정의 단계에서 급격히 감소한다.
  3. 연신율은 회복의 과정에서 별로 변하지 않고 재결정의 단계에서 급격히 증가한다.
  4. 인장강도는 회복의 단계에서 급격히 감소하고, 재결정 단계에서는 급격히 증가한다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "인장강도는 회복의 단계에서 급격히 감소하고, 재결정 단계에서는 급격히 증가한다."이다.

    이유는 회복 단계에서는 결함들이 이동하고, 결함들이 이동하면서 결함들 사이의 거리가 멀어지기 때문에 인장강도가 감소한다. 반면에 재결정 단계에서는 결함들이 재배열되면서 결함들 사이의 거리가 줄어들어 결함들이 더 이상 이동하지 않게 된다. 이러한 과정으로 결함들이 재배열되면서 결함들 사이의 결합력이 강화되어 인장강도가 증가한다.
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5과목: 표면공학

81. 양극산화 두께 측정법 중 비파괴식 두께 측정법은?

  1. 와류에 의한 방법
  2. 산화피막 용해에 의한 방법
  3. 절단시험편을 통한 현미경 측정법
  4. 충격시험을 통한 방법
(정답률: 48%)
  • 와류에 의한 방법은 전기적인 원리를 이용하여 측정하는 방법으로, 측정 대상에 전류를 흘려보내면서 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 두께를 측정합니다. 이 방법은 비파괴식으로 측정이 가능하며, 측정 대상에 물리적인 손상을 주지 않으므로 측정 대상의 손상을 최소화할 수 있습니다.
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82. 양극산화피막이 경질인 경우 피막의 비커스 경도(Hv)범위로 옳은 것은?

  1. 500~600
  2. 350~450
  3. 200~300
  4. 50~150
(정답률: 61%)
  • 양극산화피막이 경질인 경우, 피막의 비커스 경도(Hv)는 일반적으로 350~450 범위 내에 있습니다. 이는 경질 피막이 높은 경도를 가지고 있기 때문입니다. 다른 선택지들은 경도가 낮은 연화된 피막이나 너무 낮은 경도를 가진 피막을 나타내기 때문에 옳지 않습니다.
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83. 다음 중 SEM을 이용하여 샘플을 분석할 때 전도성 코팅이 필요한 소재는?

  1. 플라스틱
  2. 알루미늄
  3. Fe-Al합금
  4. 구리
(정답률: 75%)
  • SEM은 전자를 이용하여 샘플의 표면을 분석하는데, 전자는 전기적으로 충분히 전도성이 높은 물질에만 통과할 수 있습니다. 따라서 SEM을 이용하여 샘플을 분석할 때는 전도성 코팅을 해주어야 합니다. 플라스틱은 전기적으로 충분한 전도성을 가지고 있지 않기 때문에 SEM 분석 시 전도성 코팅이 필요합니다. 반면, 알루미늄, Fe-Al합금, 구리는 전도성이 높기 때문에 전도성 코팅이 필요하지 않습니다.
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84. 고속도금을 하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 금속이온의 농도를 크게 한다.
  2. 확산정수가 작은 염을 사용한다.
  3. 액의 온도를 높여 작업한다.
  4. 액의 교반을 심하게 해준다.
(정답률: 74%)
  • 액의 온도를 높이는 것은 고속도금을 하기 위한 방법 중 하나이지만, 확산정수가 작은 염을 사용하는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 확산정수가 작은 염을 사용하면 금속이온의 이동이 느려져 고속도금 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 올바른 정답은 "확산정수가 큰 염을 사용한다."입니다.
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85. 염욕(salt bath) 열처리 중 염의 일반적인 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 가급적 흡수성 또는 조해성이 적어야 한다.
  2. 용해가 어렵고 유해가스 발생이 적어야 한다.
  3. 열처리 온도에서 염욕의 점성이 적고 증발 휘산량이 적어야 한다.
  4. 염욕의 순도가 높고 유해 불순물을 포함하지 않는 것이 좋다.
(정답률: 53%)
  • 염욕은 염을 물에 녹여 만든 용액에 몸을 담그는 것으로, 열처리를 통해 피로 회복이나 혈액순환 개선 등의 효과가 있다. 이때 염의 일반적인 구비 조건은 용해가 쉽고 순도가 높으며 유해 불순물을 포함하지 않는 것이다. 따라서 "용해가 어렵고 유해가스 발생이 적어야 한다."는 일반적인 구비 조건과는 다르며, 염욕에 사용되는 염은 용해가 쉽고 유해 불순물이 없는 순수한 염이어야 한다.
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86. 다음 중 뜨임 균열의 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 빨리 가열한다.
  2. 잔류응력을 제거한다.
  3. 응력이 집중되는 부분은 열처리에 적합하게 설계한다.
  4. 탈탄층을 제거하고 뜨임한다.
(정답률: 77%)
  • 빨리 가열한다는 것은 옳지 않은 대책입니다. 빨리 가열하면 급격한 온도 변화로 인해 뜨임 균열이 더욱 심해질 수 있기 때문입니다. 따라서 천천히 가열하면서 잔류응력을 제거하고, 응력이 집중되는 부분은 열처리에 적합하게 설계하며, 탈탄층을 제거하고 뜨임하는 것이 좋습니다.
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87. 물리적 기상도금인 PVD의 특징이 아닌 것은?

  1. 처리온도가 높다.
  2. 기계적으로 응착이 된다.
  3. 밀착성이 CVD 보다 낮다.
  4. 가열할 수 없는 물체에 적용할 수 있다.
(정답률: 61%)
  • 처리온도가 높다는 것은 PVD 공정에서 필요한 고온 처리가 필요하다는 것을 의미합니다. 이는 PVD 공정에서 사용되는 증발기에서 증발시키는 물질의 증발 온도가 높기 때문입니다. 따라서 처리할 물체가 고온에 강하고 내구성이 높은 소재여야 합니다.
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88. 1기압에 해당되지 않는 것은?

  1. 760 torr
  2. 76 cmHg
  3. 101325 N/m2
  4. 1013 Pa
(정답률: 69%)
  • 1013 Pa는 기압을 나타내는 단위 중 하나이지만, 다른 보기들은 모두 기압을 나타내는 단위이다. 760 torr은 수은기압, 76 cmHg는 수은주 압력, 101325 N/m2는 공기압력을 나타내는 단위이다.
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89. 강재의 침탄시 각종 원소가 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: 60%)
  • Cr은 침탄시 탄소의 확산속도를 느리게 하기 때문에, 침탄 과정에서 탄소가 더 깊이 침탄되어 더 경도가 높은 강재를 만들 수 있습니다.
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90. 질화처리층의 특성으로 틀린 것은?

  1. 경화층은 얕고, 경화는 침탄한 것보다 우수하다.
  2. 마모 및 부식에 대한 저항이 크다.
  3. 질화법 실행 후 퀜칭을 실시하여야 하며 변형이 커서 주의해야 한다.
  4. 가열온도가 높으면 경도는 저하되지만 질화심도는 커진다.
(정답률: 46%)
  • 가열온도가 높으면 경도는 저하되지만 질화심도는 커진다는 것이 틀린 것이 아닌가 싶습니다. 질화처리층은 가열에 강하며, 가열 시 질화심도가 감소할 수 있습니다. 따라서 "가열온도가 높으면 경도는 저하되지만 질화심도는 커진다"는 설명이 틀린 것입니다.

    그리고 "질화법 실행 후 퀜칭을 실시하여야 하며 변형이 커서 주의해야 한다"는 맞는 설명입니다. 질화처리층은 경화층과 달리 매우 얇은 층으로 형성되기 때문에, 퀜칭 과정에서 변형이 크게 일어날 수 있습니다. 따라서 퀜칭 전에는 충분한 경화시간을 확보하고, 퀜칭 후에는 변형을 최소화하기 위해 조심해서 다루어야 합니다.
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91. 다음 중 인산염 피막의 종류가 아닌 것은?

  1. 인산망간 피막
  2. 인산아연 피막
  3. 인산철 피막
  4. 인산니켈 피막
(정답률: 73%)
  • 인산니켈 피막은 실제로 존재하지 않습니다. 인산망간 피막, 인산아연 피막, 인산철 피막은 모두 실제로 존재하는 인산염 피막의 종류입니다.
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92. 물리적 증착법의 종류가 아닌 것은?

  1. 진공증착법
  2. 음극스퍼터링
  3. 이온도금
  4. 플라즈마아크
(정답률: 62%)
  • 플라즈마아크는 물리적 증착법이 아닙니다. 이는 화학적 증착법으로, 기체나 액체 상태의 전자기파를 이용하여 증착하는 방법입니다.
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93. 염욕의 열화를 방지하기 위하여 1000℃ 이상의 고온 염욕시 첨가하는 것은?

  1. NaCl
  2. CaSi2
  3. Mn-Al
  4. H2SO4
(정답률: 55%)
  • 고온 염욕에서는 염화물이 열화하여 산화물로 변하면서 염욕의 품질을 저하시키는데, 이를 방지하기 위해 열화를 억제하는 물질을 첨가합니다. 이 중에서 CaSi2는 열화를 억제하는 효과가 뛰어나기 때문에 고온 염욕시에 첨가됩니다.
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94. 탈탄의 방지책이 아닌 것은?

  1. 염욕 및 금속욕에서 가열한다.
  2. 표면에 금속도금을 한다.
  3. 고온에서 장시간 가열한다.
  4. 중성 분말제속에서 가열한다.
(정답률: 77%)
  • 고온에서 장시간 가열은 탈탄의 방지책이 아닙니다. 이유는 고온에서 장시간 가열은 오히려 PFOA와 같은 화학물질을 더 발생시키기 때문입니다. 따라서 이 방법은 오히려 탈탄을 방지하는 것이 아니라 더 많은 화학물질을 발생시키는 것입니다.
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95. 시안화구리 도금액 중 고농도액의 조성에 해당되지 않는 것은?

  1. 수산화칼륨
  2. 시안화구리
  3. 산화카드뮴
  4. 시안화나트륨
(정답률: 66%)
  • 시안화구리 도금액은 시안화구리, 시안화나트륨, 수산화칼륨 등의 화학물질로 구성되어 있습니다. 하지만 산화카드뮴은 시안화구리 도금액의 조성에 해당되지 않습니다. 산화카드뮴은 독성이 높은 물질로, 환경오염물질로도 악명이 높습니다. 따라서 시안화구리 도금액에는 포함되지 않습니다.
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96. 금속 위의 착색은 장식, 내식, 광학적 기능을 얻기 위하여 실시하는데, 다음의 착색 방법 중에서 철강의 착색방법이 아닌 것은?

  1. 알칼리착색법
  2. 인산염피막법
  3. 알로딘(Alodine)법
  4. 템퍼칼라(Tempercolor)
(정답률: 75%)
  • 알로딘(Alodine)법은 알루미늄 합금의 착색 방법이며, 철강의 착색 방법은 아닙니다.
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97. 용사법에 사용되는 세라믹 재료의 특징으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 금속에 비해 높다.
  2. 온도 및 약품에 대해 매우 안정적이다.
  3. Al2O3는 열전도율이 가장 높다.
  4. TiO2를 첨가하면 코팅의 기공률이 감소한다.
(정답률: 55%)
  • "Al2O3는 열전도율이 가장 높다."가 틀린 것이다. 실제로는 다른 세라믹 재료들보다는 열전도율이 높지만, 금속에 비해는 낮다. 이는 세라믹 재료의 분자 구조와 결합 형태가 금속과 다르기 때문이다. 세라믹은 이온 결합으로 이루어져 있어 전자의 이동이 제한되어 열전도율이 낮다. 그러나 세라믹은 온도 및 약품에 대해 매우 안정적이며, TiO2를 첨가하면 코팅의 기공률이 감소하여 더욱 안정적인 특성을 가진다.
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98. 주사전자현미경은 조성에 따른 콘트라스트를 영상화 할 수 있어서 상의 분포를 쉽게 알 수 있다. 이러한 조성에 의한 콘트라스트를 발생시키는 전자는?

  1. 후방산란전자
  2. 이차전자
  3. Auger전자
  4. 캐소드광전자
(정답률: 72%)
  • 주사전자현미경에서는 샘플 표면에 전자를 쏘아 보내어 후방산란전자를 발생시키는데, 이 후방산란전자는 샘플 내부의 원자나 분자와 상호작용하여 콘트라스트를 발생시키게 된다. 따라서 주사전자현미경에서 조성에 따른 콘트라스트를 발생시키는 전자는 "후방산란전자"이다.
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99. PVD 법에서 저항발열원으로 사용하는 내열성 금속이 아닌 것은?

  1. W
  2. Cu
  3. Mo
  4. Ta
(정답률: 63%)
  • PVD 법에서는 저항발열원으로 내열성이 높은 금속을 사용해야 합니다. 그러므로 "Cu"는 내열성이 낮아 PVD 법에서는 사용되지 않습니다.
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100. 플라즈마 CVD 방법으로 코팅하는 이유가 아닌 것은?

  1. 밀착력의 향상을 위해
  2. Aspect Ratio를 높이기 위해
  3. 소지금속의 변형을 예방하기 위해
  4. 저온에서 코팅이 가능하게 하기 위해
(정답률: 71%)
  • 플라즈마 CVD 방법은 코팅물질을 고온에서 증발시켜 코팅하는 방법이기 때문에, Aspect Ratio를 높이는 것은 어렵습니다. Aspect Ratio란 코팅하려는 대상의 높이와 너비의 비율을 말하는데, 이 비율이 높을수록 코팅이 어려워집니다. 따라서 Aspect Ratio를 높이기 위해서는 다른 방법을 사용해야 합니다.
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