전성

전성(展性, malleability)은 금속의 중요한 물리적 성질로, 외부에서 가해지는 압축력에 의해 깨지지 않고 얇은 판으로 변형될 수 있는 능력을 의미한다. 전성은 주로 금속에서 관찰되며, 금속이 가진 유연성과 가공성을 나타내는 지표 중 하나이다. 전성은 연성(ductility)과 함께 금속의 주요 변형 특성으로, 재료 공학과 금속 가공에서 중요한 역할을 한다.

개요

금, 은, 주석, 알루미늄과 같은 물질은 압력이나 타격에 의해 얇은 박으로 퍼진다. 예를 들면 금은 두께 0.000001mm의 박으로 할 수 있다. 이와 같은 성질을 전성이라 한다. 일반적으로 전성이 풍부한 물질은 유연하고 경도가 큰 물질은 전성이 작다. 탄성 한도를 넘은 힘에 의해 물체가 파괴되는 일 없이 영구적인 소성 변형(塑性變形)을 하는 경우에 1차원적으로 가늘고 길게 잡아늘이게 될 때는 연성이라 하고, 2차원적으로 얇게 퍼지게 될 때는 전성이라고 한다. 전성은 물질의 종류만으로 결정되는 것이 아니라 온도나 습도에도 관계된다. 일반적으로 저온에서는 메짐성이 나타난다. 또 전성은 압력이나 타격을 가하는 방식에도 의한다. 일반적으로 급격한 변형을 주면 메짐성이 나타나고 물체는 파괴된다. 균열이 생기지 않도록 두드려 늘리는 요점은 작은 망치로 끈기있게 계속 두드리는 것이다.

전성이 높은 금속

다음은 전성이 높은 대표적인 금속들이다.

• 금 (Gold): 금은 매우 높은 전성을 가지고 있으며, 얇은 금박으로 쉽게 가공될 수 있습니다.
• 은 (Silver): 은도 전성이 뛰어나며, 장식품이나 전자 기기에서 널리 사용됩니다.
• 구리 (Copper): 전성과 전기 전도성이 뛰어나 전선 및 전자 부품에 사용됩니다.
• 알루미늄 (Aluminum): 가벼우면서도 전성이 우수하여 포장재 및 항공우주 산업에 활용됩니다.
• 납 (Lead): 전성이 뛰어나 배터리 및 방사선 차폐재로 사용됩니다.

전성과 연성의 차이

• 전성 (Malleability): 금속이 압축력에 의해 얇은 판으로 변형되는 능력.
• 연성 (Ductility): 금속이 인장력에 의해 길게 늘어날 수 있는 능력.

전성과 연성은 모두 금속의 가공성을 나타내지만, 전성은 주로 압축력에 대한 반응을, 연성은 인장력에 대한 반응을 의미한다. 예를 들어, 금은 전성도 높고 연성도 높지만, 철은 전성은 높아도 연성은 상대적으로 낮다.

응용

전성은 금속의 가공성과 밀접한 관련이 있으며, 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 한다.

• 금속 가공: 전성이 높은 금속은 판금 작업, 금박 제작 등에서 사용된다.
• 건축 및 제조업: 전성이 좋은 금속은 건축 자재나 기계 부품으로 활용된다.
• 장식품 제작: 전성이 뛰어난 금속은 얇고 정교한 장식품을 만드는 데 적합하다.
• 전기 및 전자 산업: 전성이 높은 금속은 전선, 커넥터, 회로판 등에서 널리 사용된다.

전성의 측정

전성은 재료의 기계적 특성 시험을 통해 측정된다. 주로 압축 시험이나 판재 연신 시험을 통해 금속의 전성을 평가하며, 금속이 얇게 펴질 수 있는 정도를 수치로 나타낸다.

전성에 영향을 미치는 요인

• 결정 구조: 금속의 결정 구조는 전성에 큰 영향을 미친다. 체심입방구조(BCC)보다는 면심입방구조(FCC)가 더 높은 전성을 가진다.
• 불순물: 금속 내 불순물은 전성을 감소시킬 수 있다.
• 온도: 높은 온도에서 금속의 전성은 증가합니다. 이는 금속 원자의 이동이 더 자유로워지기 때문이다.
• 냉간 가공: 금속의 냉간 가공은 전성을 감소시키는 경향이 있다.

전성과 관련된 실생활 예

• 금박: 전성이 높은 금으로 만든 얇은 금박은 장식품이나 예술품에 사용된다.
• 알루미늄 호일: 알루미늄은 전성이 높아 얇은 호일 형태로 가공되어 음식 포장에 사용된다.
• 전선: 구리는 전성과 연성이 뛰어나 전선으로 가공되어 전기 전송에 사용된다.

참고자료

• 〈전성〉, 《화학대사전》

같이 보기

• 연성
• 금속가공
• 압축
• 변형
• 강도

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