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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10005306&local_id=10009949
물질의 용융과정에서 고체표면의 역할에 대한 계산과학적 고찰
Reports NRF is supported by Research Projects( 물질의 용융과정에서 고체표면의 역할에 대한 계산과학적 고찰 | 2004 Year | 한주환(영남대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00018
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 07월 17일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • 실제의 모든 고체는 그 자신의 유한한 크기로 인해 반드시 표면을 지니고 있으며, 따라서 실제의 용융현상을 잘 설명하는 용융이론이 되려면 이러한 고체크기의 유한성으로 인한 계면의 존재가 용융현상에 어떠한 영향을 미치는지가 반드시 설명되어야 하고 이것이 실험적으로 검증되어야 할 것이다. 실제로, 고체의 용융은 그 고체의 표면에서부터 시작하여 점점 내부로 진행하는 양상으로 항상 관찰되고 있다. 만일 고체의 표면이 용융현상에 아무런 영향을 미치지 않는다면, 온도가 용융온도에 도달하였을 때 고체의 표면뿐만 아니라 내부에서도 동시에 용융이 일어나야 할 것이며 따라서 용융이 진행되고 있을 때 고체를 관찰하면 내부에서 액상방울이 보여야 할 것이다. 그러나 실제에 있어서는 이러한 액상방울이 고체내부에서 전혀 관찰된 바 없으며 항상 고체의 표면에서부터 용융이 개시되고 있음을 확인할 수 있다.

    본 연구에서 컴퓨터 모사실험을 통하여 용융에 미치는 고체표면의 역할을 규명하였다. 모사실험의 결과 고체의 용융은 표면을 매개로하여 일어나고 있으며, 이 과정에서 고체표면은 surface roughening과 회전운동 자유도를 지닌 고체표면 원자들의 클러스터 형성에 기인한 표면원자의 무질서화(surface melting)의 단계를 지나면서 그 구조전이가 일어남을 알 수 있었다.

    자연계에서 그처럼 일상적으로 일어나는 용융현상에 대한 이해 없이는 액상의 존재로 인해 나타나는 자연계의 수많은 제반 현상들을 제대로 이해하기 어렵다. 더욱이 재료의 과학과 공학 분야에서는 액상의 존재 및 이들의 공간적 분포 등의 제어를 통해 재료의 미세조직(microstructure), 더 나아가서는 물성의 조절을 꾀하고 있는데, 이러한 액상의 형성과정과 거동을 원자적 수준에서 이해한다면 고상-액상계면의 물성을 제어할 수 있게 되어 보다 효과적으로 재료를 개발할 수 있는 원천을 제공할 수 있을 것으로 믿어진다. 본 연구에서 컴퓨터 모사실험을 통하여 용융에 미치는 고체표면의 역할을 규명하였다.
  • English
  • A thermodynamic model for solid surface was established and its characteristics on the basis of this model were exploited through atomistic simulation. To do this, the potential energy configuration around the solid surface and the atomic arrangements maximizing entropy with the smallest expenditure of the potential energy were considered. The resultant interface model supports the hypothesis that the interface structure varies with temperature through the two parallel atomic processes the structural change of the atomically periodic lattice points from smooth to rough, called surface roughening, and then the structural transition due to the formation of rotationally random atomic clusters, surface melting. The cluster is defined as an atomic arrangement within which atoms are arranged in some order. The model is expected to be quite well in describing the general behavior of the solid surface and accounting for the questions remained uncertain the interfacial phenomena.
Research result report
  • Abstract
  • 실제의 모든 고체는 그 자신의 유한한 크기로 인해 반드시 표면을 지니고 있으며, 따라서 실제의 용융현상을 잘 설명하는 용융이론이 되려면 이러한 고체크기의 유한성으로 인한 계면의 존재가 용융현상에 어떠한 영향을 미치는지가 반드시 설명되어야 하고 이것이 실험적으로 검증되어야 할 것이다. 실제로, 고체의 용융은 그 고체의 표면에서부터 시작하여 점점 내부로 진행하는 양상으로 항상 관찰되고 있다. 만일 고체의 표면이 용융현상에 아무런 영향을 미치지 않는다면, 온도가 용융온도에 도달하였을 때 고체의 표면뿐만 아니라 내부에서도 동시에 용융이 일어나야 할 것이며 따라서 용융이 진행되고 있을 때 고체를 관찰하면 내부에서 액상방울이 보여야 할 것이다. 그러나 실제에 있어서는 이러한 액상방울이 고체내부에서 전혀 관찰된 바 없으며 항상 고체의 표면에서부터 용융이 개시되고 있음을 확인할 수 있다. 본 연구에서 컴퓨터 모사실험을 통하여 용융에 미치는 고체표면의 역할을 규명하였다. 모사실험의 결과 고체의 용융은 표면을 매개로하여 일어나고 있으며, 이 과정에서 고체표면은 surface roughening과 회전운동 자유도를 지닌 고체표면 원자들의 클러스터 형성에 기인한 표면원자의 무질서화(surface melting)의 단계를 지나면서 그 구조전이가 일어남을 알 수 있었다.
  • Research result and Utilization method
  • 자연계에서 그처럼 일상적으로 일어나는 용융현상에 대한 이해 없이는 액상의 존재로 인해 나타나는 자연계의 수많은 제반 현상들을 제대로 이해하기 어렵다는 점이다. 더욱이 재료의 과학과 공학 분야에서는 액상의 존재 및 이들의 공간적 분포 등의 제어를 통해 재료의 미세조직(microstructure), 더 나아가서는 물성의 조절을 꾀하고 있는데, 이러한 액상의 형성과정과 거동을 원자적 수준에서 이해한다면 고상-액상계면의 물성을 제어할 수 있게 되어 보다 효과적으로 재료를 개발할 수 있는 원천을 제공할 수 있을 것으로 믿어진다.
  • Index terms
  • 용융, 고체, 표면, 표면구조전이, 모사실험
  • List of digital content of this reports
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