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탄소

카테고리 없음 2022. 8. 28. 흑연이 미끄러운 이유 우리가 글을 쓸 때, 연필이나 샤프를 쓰면 글이 써진다. 우리가 너무 당연하게 사용하고 있어서 당연한 이야기 같지만, 갑자기 이게 왜 당연한 지에 대해 의문이 들었다. 어떤 원리로 우리가 글을 쓰고 있는걸까? 요즘 잘 쓰진 않지만 예전에 자주 썼던 연필심이나 샤프심은 주로 흑연을 사용해서 만든다. 흑연의 구조는 아래 그림과 같이 층상구조를 형성하고 있다. 이런 구조를 형성하는데에는 크게 공유결합과 반데르발스 힘이 주요 원인이다. 여기서 공유결합이란, 탄소와 탄소 사이의 전자를 공유하면서 결합하는 강한 결합을 말하고, 반데르발스 힘은 실제로 결합된 형태는 아니지만 근처에 있는 흑연 층상구조끼리의 약한 인력을 말한다. 좀 더 자세히 설명하면, 반데르발스 힘은 공유결합이나 이온의 전기적 상호작용이 아닌 분자간..
탄소화학 2022. 8. 27. 미래 신소재 '탄소섬유' 최근에 여러 매체를 통해 탄소섬유에 대한 이야기를 많이 듣고 있다. 탄소섬유가 중요한 소재라는 것은 알겠는데, 정확히 이게 무슨 소재일까? - 탄소섬유(Carbon Fiber)는 수많은 탄소 원자가 결정 구조를 이루어 길게 늘어선 분자 사슬로 이루어진 섬유다. 탄소가 92% 이상 함유된 탄소섬유는, 철의 25% 무게에 불과하지만 강도는 10배, 탄성은 7배 정도 높다. 그럼에도 불구하고 고강도, 저밀도, 뛰어난 열저항성, 전기전도성 등으로 인해 미래소재로 각광받고 있다. 최근에는 탄소섬유가 우주산업, 자동차, 군사, 스포츠, 의료산업 등에서 소재로 활용되고 있다. 탄소섬유의 제작 탄소섬유는 일반적으로 PAN(polyacrylonitrile)이나 피치를 이용해 제작한다. 원료를 PAN을 사용할 땐 아크릴로..
탄소화학 2020. 11. 30. FCC(fluid catalytic cracking)/유동 접촉 분해 탄소와 기름은 뗄 수 없는 관계다. 일상에서 사용하는 대부분의 탄소성분이 매립된 자원(석유 및 석탄)으로부터 오기 때문. 이 포스팅은 원유를 정제할 때 사용되는 기술인 유동 접촉 분해에 대한 정리이다. 유동 접촉 분해(FCC: Fluid Catalytic Cracking)란? FCC는 고체산 촉매를 이용하여 상압 잔사유(AR)나 감압 경유(VGO) 또는 이들의 수소화 처리유(DSAR, DSVGO) 등 중질 유분으로부터 가솔린과 같은 저비점, 고부가의 탄화수소를 생산하는 반응장치다. 기존에는 원유를 증류탑으로만 분리했었지만, FCC 장치 및 고체산 촉매의 개량으로 인해 중질인 원료유를 분해하고 보다 고부가가치인 유분(가솔린 등)을 제조하는 것이 가능해졌다. ○ FCC 프로세스는 두 단계로 나뉜다. 1차 반..
탄소화학 2020. 11. 1. 하드카본과 스프트카본 탄소는 흑연화가 잘 되는지에 따라 이흑연화성 탄소(soft carbon)와 난흑연화성 탄소(hard carbon)로 구분된다. 하드 카본 난흑연화성 탄소(hard carbon)는 탄화 과정 중에 흑연층의 적층이 잘 형성되지 않고 서로 엉켜 무질서하게 배열된다. 결정의 방향이 일정하지 않아서 길게 한 방향으로 적층되기 어렵다는 특징 때문이다. 따라서 결정 크기가 매우 작고, 2,500 ℃ 이상의 고온에서 열처리 하여도 흑연 구조로 배열되지 않는다. 난흑연화성 탄소는 야자껍질, 대나무, 셀룰로오즈, 톱밥, 목재 폐기물과 같은 바이오매스 등에서 생산되며, 석탄과 석유 등을 코킹한 등방코크스로부터 얻기도 하며, 페놀수지 등의 열경화성 수지를 탄화해서 얻기도 한다. 하드 카본은 커패시터, 활성탄, 리튬이온 배터리..
탄소화학 2020. 9. 19. 열팽창계수(CTE)란? 기체와 액체의 열팽창 계수: 열팽창 계수는 단위 부피당의 온도에 따른 부피의 팽창률로 정의한다. 물질마다 그리고 제품마다 고유의 열팽창 계수를 갖고 있다. 이유는 물질을 이루는 입자들이 열을 받음으로 인해 운동에너지가 커져 입자 운동이 활발해지기 때문이다. 특히 금속은 입자들이 규칙적으로 배열되어있어서 열과 팽창률이 비례하는 경향을 보인다. 신기한 점은 액체도 열에 따라 팽창한다는 것이다. 액체는 고체와는 달리 일정한 모양이 없기 때문에 체적팽창을 이야기한다. 액체의 팽창 계수는 고체의 경우와 동일하게 정의된다. 즉, 액체의 온도를 1K만큼 높였을 때에 체적이 팽창하는 비율이 그 액체의 팽창 계수이다. 액체의 체적 팽창 계수를 자세히 조사해 보면 온도에 따라서 조금씩 다른 값을 갖고 있다. 보통은 20℃..

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