College Of Engineering
서울공대 이야기

전공과목

2004.09.01 04:14

eunju96 조회 수:5144

3.전공과목

전공과목
● 고체열역학
열과 역학적 일과의 기본적인 관계를 바탕으로 열 현상을 비롯해서 자연계의 에너지 흐름을 통일적으로 다루는 물리학의 한 분야로, 평소에 경험한 사실들을 바탕으로 이를 법칙화 하고 이런 법칙으로부터 물질의 행동을 조사합니다.

1) 열역학 제1법칙 : 흔히들 에너지 보존의 법칙이라 부르는 것으로 외부로부터 열의 흡입이 없고, 일도 받지 않은 경우에 그 물질계의 에너지는 변하지 않는다는 법칙입니다. 즉, 질량이 일정한계의 에너지는 생성되거나 소멸되지 않으며 한 형태에서 다른 형태로 전환됩니다.

2) 열역학 제2법칙 : 열이 고온부에서 저온부로만 흐르고 저온부에서 고온부로는 흐르지 않는 것과 같이 자연현상에서 비가역적인 과정이 존재한다는 것을 말해주는 법칙입니다.

3) 열역학 제3법칙 : 절대영도(0°K)에서의 엔트로피에 관한 법칙입니다. 엔트로피는 반응의 자발성 여부의 확인 척도로 사용될 뿐만 아니라 기타 열역학 데이타를 얻는 데 이용되는데 완전한 내부 평형을 이루고 있는 순수한 물질의 엔트로피는 절대온도 T가 0일 때 0으로 됩니다. 이 법칙에 의하면 절대온도가 0일 때 비열이나 팽창률이 0이 된다는 결론을 내릴 수 있습니다.

● 결정화학
결정화학이란 결정을 연구대상으로 하는 것으로, 고체물질의 결정상태에 관한 규칙성 및 결정 내에 존재하는 원자의 배열 그리고 결정의 물리적, 화학적 성질에 관한 것을 다룹니다.

1) 격자 : 전자관의 음극과 양극 사이에 놓인 전극으로 전자류 통로의 전기장을 조절하는 데 쓰입니다. 전위가 낮으면 전자류는 격자의 틈을 빠져나가지만 전위가 높은 경우는 일부 격자에 전류가 흐릅니다.

2) 결정구조 : 이온결합, 공유결합 및 분자구조를 대표할 수 있는 화합물을 중심으로 그 구조를 다루는데 주로 산화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 규화물, 할로겐화물, 수소화물, 반형석구조 등을 비교 설명합니다.

3) 구조의 원리 : 결정을 이루는 일반적인 원칙들을 다루는데 주로 결정 구조와 형태학, 이상구조와 결함, 구조 사이의 전이, 고용체(고체 혼합물), 모자이크 구조, 반도체 등에 대해서 배웁니다.

● 유리공학
유리라는 것은 높은 점성을 가지는 무기물질이며 높은 온도에서는 액상으로 되지만, 이것을 냉각하면 점차 점도가 증가하여 상온에서는 고체로 간주되는 물질입니다.

1) 유리의 분류 : 성분에 따라 분류하면 규산염유리, 붕규산유리, 인산염유리로 나뉘며 용도에 따라 판유리, 공동유리, 광학유리 등으로 나눌 수 있습니다. 유리를 분류하는 방법과 각각의 유리에 있어서 원료를 배합하는 방법을 배웁니다.

2) 유리의 제조공정 : 일반적인 유리의 제조공정은 원료 원료배합 용융 성형 서냉 착색가공 제품의 순서로 되며, 각 순서마다 독특한 공정이 있는데 여기서는 각 단계에 필요한 조작방법을 다룹니다.

3) 특수유리의 제조공정 : 복층유리는 몇 장의 판유리를 일정한 간격을 두고 배열한 뒤 주위를 밀봉하여 고정하고 내부에 건조공기를 봉입하여 만듭니다.
다포유리는 무기질의 유리로 만들어 기공률이 높고 기포조직의 비중이 작은 유리이며, 섬유유리는 유리섬유 또는 유리솜이라고 불립니다.
결경화 유리는 원료를 고온에서 용융하여 일반유리와 같은 방법으로 성형한 다음 연화온도보다 약간 낮은 온도까지 가열한 후 특정한 프로그램에 따라 만든 유리입니다.

● 전자재료
전도체, 저항재료, 절연재료, 유전재료, 초전도재료 등의 기본적 성질 및 물성의 활용, 응용방안 등을 다룹니다. 첨단산업으로 각광을 받고 있는 분야 중의 하나로, 배우는 범위도 넓고 많은 분야에서 응용할 수 있으므로 기본적인 개념파악과 이론에 대한 충분한 이해가 필요합니다.

1) 전자에 관련된 이론 : 빛은 양자의 에너지라고 하는 불연속적인 묶음으로 방출된다는 Max Plank의 법칙으로부터 보어의 전자궤도 모델, 불확실성의 원리, 양자역학, 고체의 결함구조론 등이 있습니다.

2) 반도체 : 전기 전도도가 절대온도에서는 0에 가깝지만 고온에서는 상당히 크게 되는 물질을 말하며, 진성 반도체와 불순물 반도체 두 가지가 있습니다.
일반적으로 반도체의 종류와, 전류가 흐르고 있는 판에 수직으로 자기장을 걸면 양자에 수직 방향으로 절기장이 생겨 기전력이 나타나는 Hall효과, 반도체에서 산란을 일으키는 여러 가지 요인 등을 배웁니다.

3) 초전도체 : 초전도성은 금속 또는 합금의 전기저항이, 대단히 낮은 온도에서 급격히 0이 되는 현상을 말하는 것으로 주기율표에 없는 많은 금속원소와 합금, 금속간의 화합물 및 불순물이 첨가된 반도체에서 발생합니다.

● 세라믹 구조재료
가스 터빈, 자동차 엔진, 우주항공 분야의 구조재료로 사용되는 질화물, 탄화물 및 산화물의 제조공정과 물성에 대하여 배웁니다.

1) 구조용 세라믹스의 종류 : 금속과 비교해서 세라믹스는 융점과 분해 온도가 높으며 내마모성이 우수합니다. 또한 화학적으로도 안정되고 가볍다는 우수한 장점을 가지고 있습니다.
그러나 한편으로는 부스러지기 쉽기 때문에 기계, 구조용 재료로서는 치명적인 결점을 지닌 것도 사실입니다. 이러한 치명적인 결점을 극복하면 내열재료, 내식재료, 기계, 구조용 재료로서 금속을 대신할 수 있는 새로운 재료가 됩니다.

2) 구조용 세라믹스의 응용 : 내열성, 내마모성, 내식성 외에 경량성, 저팽창성, 전기절연성을 가지이므로 가스 터빈 부품, 열교환기, 밸브류, 베어링, 각종 절연체에 이용될 수 있습니다.

● 세라믹 공정
물질전달, 열 전달, 유체역학, 분쇄, 건조, 성형이론 및 소성이론에 대하여 배웁니다.

1) 유체역학 : 유체의 거동은 공정 공학에서 매우 중요하며 단위조작을 연구하는 데 있어서 중요한 기초가 됩니다. 액체와 기체 그리고 증기를 포함하는 유체의 움직임에 관한 학문 분야를 유체역학이라 부릅니다.
유체역학을 단위조작에서는 2개의 분야로 나눌 수 있는데 그 하나는 유체 정력학으로 평형을 유지하면서 정지 상태에 있는 유체를 취급하고, 다른 하나는 유체 동력학이라 하여 유체의 한 부분이 다른 부분에 대해 움직이고 있을 때 그 관계를 다루고 있습니다.

2) 열 전달 : 세라믹 공정상에는 실제적으로 열 형태 에너지의 발생 또는 흡수 과정이 있습니다.
열의 흐름을 제어하는 장치들은 요업제품의 제조공정에 매우 중요한 것으로 열 전달 기구의 세 가지인 전도, 대류, 복사에 관해서 배웁니다.

3) 분체 : 일반적으로 분체라 함은 미립 결정이나 분진이 주가 되지만 그 상태가 매우 다양합니다.
분체와 관련된 문제는 현상의 성격으로 보아 역학현상, 물리현상 및 화학현상으로 나눌 수 있습니다. 분체에서 다루는 분야는 분체의 저장, 입자의 운동, 소결에 관한 이론 등입니다.

● 세라믹 물성공학
요업재료의 구조와 물성에 관한 전반적인 이론을 배웁니다.

1) 열적 성질 : 요업재료를 이용하려고 할 때 그 대부분을 결정하는 물리적 성질은 온도의 변화와 직접적인 관계가 있습니다. 이들 성질은 요업체에 있어서 그 이용이 무엇이든지 간에 중요합니다. 단 열 재료로서의 응용이나 큰 열 응력 저항성을 필요로 하는 조건하에서는 특히 중요합니다. 여기서 취급하는 것은 열 용량, 열팽창 계수, 열전도도, 열 전달 과정 등입니다.

2) 광학적 성질 : 요업체는 그 다양한 광학적 성질 때문에 여러 가지 응용면에서 중요한 재료입니다. 그 중에서도 가장 중요한 것은 여러 가지 광학유리와 결정이며, 이들은 창, 렌즈, 프리즘, 필터, 혹은 그 외에 유용한 광학적 성질이 재료의 기본적인 기능으로 요구되는 곳에 사용됩니다. 여기서 배우는 부분은 광학계에서 중요한 성질인 굴절률과 분신, 빛의 반사, 산란, 투광성 및 광학적 성질의 응용인 형광체 및 레이저의 원리에 대한 것입니다.

3) 전기 전도성 : 전기 전도성을 필요로 하는 요업재료를 응용한 예가 많이 있습니다. 반도체 재료는 저항성 발열체와 같이 특수한 분야에 사용되는데 정류기, 광전관, 트랜지스터, 서미스터(산화물을 적당한 저항률과 온도계수를 가지도록 2~3종류 혼합, 소결한 반도체), 변조기와 같은 반도체는 현대의 전자부품에 있어서 매우 중요한 역할을 담당하고 있으며, 요업재료를 전기 절연체로 이용하는 것 또한 중요합니다.
자기나 유리 등은 저압 또는 고압의 애자(사기로 만든 전류 절연체)로 사용된다. 그밖에도 유전성, 자기적 성질, 탄성, 강도, 변형 등에 관하여 배웁니다.

● 고체물리학
고체물리학은 금속, 반도체 및 절연체에서 전자의 분포로부터 얻어지는 물체의 성질에 대한 것입니다. 따라서 역학, 전자기학, 양자역학의 기초 지식을 바탕으로 고체에 대한 물성을 기본 원리와 모형을 통해서 이해하고 응용하는 방법을 배웁니다.

1) 에너지 띠(band) : 결정 내 전자의 에너지 준위 구조를 말하는 것으로, 고립 원자에서는 전자가 한 궤도를 그리며 일정한 에너지 준위에 있습니다. 금속은 한 에너지 띠에 전자가 중간쯤까지 채워져 있어서 전기가 잘 통하게 되며, 반도체는 어떤 에너지 띠까지 전자가 꽉차고 그보다 위의 에너지 띠가 완전히 비어 적은 에너지에도 전자의 이동이 가능한 것입니다.

2) 표면 및 계면물리 : 표면이란 액체나 고체가 기체와 접하는 면을 말하며 액체와 고체 사이에 접하는 부분을 계면이라고 합니다. 표면전자구조, p-n 적합, 정류(유체의 흐름을 흩어지지 않게 함), 반도체 레이저 등에 관하여 배웁니다.

● X선 회절
X선은 1895년 독일의 물리학자인 뢴트겐이 발견하였는데 당시 그 성질을 몰라 X선이라고 하였다. X선의 강한 투과력은 즉시 의학과 공학에 반영되어 불투명체의 내부구조를 연구하는 데 이용되었습니다. 간접적이지만 물질 중의 원자 또는 분자의 배열상태, 즉 결정구조를 알아내는 데 큰 역할을 하게 된 것입니다.

1) X선의 성질 : 매우 빠른 속도의 전자가 갑자기 정지될 때 X선이 발생됩니다. X선이 물질에 부딪히면 일부는 투과하고 일부는 흡수됩니다. X선을 검출하는 데는 보통 형광판, 사진필름, 계수관 등이 사용됩니다.

2) X선의 회절 : X선이 발견되기 전에도 빛의 회절은 이미 잘 알려져 있었습니다. 때문에 원자의 배열이 등간격으로 규칙적으로 되어 있는 결정이 있는 경우, 만일 X선이 결정 내의 원자간 거리와 비슷한 파장을 가지고 있다면 결정에 의해 X선이 회절될 것이라고 추정할 수 있으며, 실제 X선 회절을 사용하여 각종 물질의 결정구조를 결정하는 데 성공하였습니다.

3) X선 회절의 응용 : 상태도를 결정하기 위해서는 오래 전부터 열 분석과 현미경 조직관찰법이 사용돼 왔으며 보조수단으로 X선 회절이 이용되어 왔습니다. X 선 회절은 합금에 존재하는 상의 결정 구조를 다루는 거의 유일한 방법인데 그밖에도 X선 응력측정, 집합조직의 결정, 결정립의 크기와 완전도의 측정에 이용됩니다.

● 재료과학
넓은 의미에서 재료과학은 재료의 구조와 성질간의 관계 및 재료의 구조와 성질을 변화시키는 절차에 관한 것입니다. 재료의 공학적 성질을 이해하고 이를 개선하기 위해서는 물리금속, 요업, 중합체과학 및 물리학과 화학이 종합되어야 합니다.

1) 결함 없는 고체의 구조 : 재료의 성질을 설명하기 위해서는 원자의 구조에 관한 자세한 지식이 필요합니다. 원자구조란 물질을 구성하는 원자의 전자구조와 결합력 그리고 3차원적 배열 등을 포함합니다. 원자의 전자구조는 Heisenberg의 불확정성 원리에 의해서 입자의 위치와 운동을 설명할 수 있습니다.

2) 결함 있는 고체의 구조 : 실제 결정체는 원자배열이나 전자 에너지 스펙트럼에 결함이 있습니다. 그러나 결정체에 결함이 있을지라도 그 결함들은 아주 불연속적이며 유한합니다.
결함의 종류에는 점 결함, 선 결함, 접경면 결함, 부피결함 등이 있습니다.

3) 평형 : 화학적 평형은 원자나 분자의 퍼텐셜 에너지가 계의 어떤 부분에서나 같은 상태로 정의된다. 계전반에 걸쳐 압력이 일정하면 그 계는 기계적 걸쳐 온도가 일정하면 열적평형 상태에 있다고 합니다. 기계적 평형, 열적 평형, 화학적 평형이 동시에 이루어지면 열역학적 평형에 도달합니다.

● 복합재료
복합재료란 기존 재료들의 갖가지 특성을 이용하기 위하여 두 가지 이상의 재료를 동시에 혼합하여 한 가지 재료를 개발하는 것으로서 이들은 복합된 각 재료들의 특성을 충분히 이용하는 재료라 할 수 있습니다. 즉, 2종 이상의 소재를 복합하여 물리적으로나 화학적으로 다른 상을 형성하여 어떤 유효한 기능을 발휘하는 재료입니다.

1) 섬유(fiber) : 섬유의 특성은 기하학적으로 매우 높은 길이/직경의 비를 가질 뿐 아니라 이들의 직경이 거의 결정립의 크기라는 점입니다. 비행기나 인공위성 같이 무게에 많은 관심을 쏟는 분야에 이용됩니다.

2) 단결정(whisker) : 임의의 결정 축에 주목했을 때 시료의 어느 부분에 있어서도 그 방향이 동일한 결정 질고체를 말합니다. 섬유와 마찬가지로 거의 결정립 크기의 직경을 갖기 때문에 길이/직경의 비가 몇 백은 되지만 일반적으로 짧은 편입니다. 단결정은 섬유보다도 내부 결함이 더욱 적기 때문에 보다 높은 강도를 가집니다.

3) 층상 복학재료 : 층상 복합재료는 최소한 두 가지 이상의 재료들이 서로 층상을 이루며 접촉하고 있습니다. 층상화는 층을 이루는 재료들의 장점을 배합하여 보다 유용한 재료를 만드는 데 목적이 있습니다.

4) 플라스틱 기지층 : 플라스틱을 기지로 사용하는 재료들이 많이 있는데 그 좋은 예가 호마이카이며 이것은 페놀수지로 포화시킨 그래프트 종이 위에 플라스틱 종류의 장식판을 덮고 그 위에 다시 플라스틱으로 포화시킨 셀룰로즈판을 덮은 것입니다.

● 전자현미경학
광학현미경의 광선 대신에 전자빔을, 광학렌즈 대신에 전자 렌즈를 사용하여 형광면 위에 물체의 확대상을 결상시켜 관찰하는 현미경으로 목적에 따라서 투과형, 반사형, 주사형 등으로 분류됩니다. 광학현미경의 분해능(시료상에서 식별할 수 있는 두 점 사이의 최소간격)이 빛의 파장에 의해 제한되는 데 대해 전자빔의 파장은 0.05A°정도로 짧아서 광학현미경으로는 관찰할 수 없는 부분까지도 관찰할 수 있습니다.

1) 구조 : 전자현미경은 투과형, 표면방출형, 주사형의 3종류로 분류됩니다. 전자현미경은 광학현미경에서의 광원 대신 열 전자음극을 가진 전자총을 사용하고 시료를 투과한 전자빔을 전자렌즈로 확대하여 상을 형광판 위에 투영하는 것과 전자의 흐름을 위해 장치내부를 진공으로 하는 것만이 다를 뿐입니다.
밝기의 조정은 집광렌즈의 여자전류(勵磁電流)로 조절되는데 약 30만배의 상을 관찰할 수 있도록 되어 있습니다. 초점은 대물렌즈의 여자전류를 조절하여 맞춥니다. 배율의 가감은 중간렌즈 또는 투사렌즈에 흐르는 전류를 가감하여 행합니다.

2) 응용 : 이론적인 분해능은 2∼3A°정도입니다. 이 크기는 거의 원자 하나의 크기와 같아서 이 정도 시료를 만드는 것은 곤란하며 적당한 시료 관찰기술이 요구됩니다. 금속과 같은 고체표면을 관찰하는 경우에는 레플리카법을 사용합니다. 이는 플라스틱으로 고체표면의 주형을 뜨고 여기에 음영법으로 요철에 음영을 주어 관찰하는 것입니다. 금속의 내부는 시료를 1000A°정도로 얇게 하여 관찰합니다. 전자빔의 투과능력은 가속전압에 따라 증가합니다.

● 섬유화학 및 실험

섬유형성성 고분자의 합성과 섬유제조의 기본 원리를 고찰하고 각종 천연, 합성 고분자로부터 섬유를 제조할 때 발생하는 화학반응을 다루며 그 개질 방법을 공부합니다.
실험에서는 유기화학의 기초단위 반응과 조작 그리고 반응을 이용하여 섬유의 형성 고분자를 합성하여 물리화학적 성질을 측정하는 방법을 배웁니다.
최근 과학기술의 눈부신 발달에 힘입어 각종 첨단소재에 대한 요구가 증대됨에 따라 자원 이용 면에서 풍부하고 저렴한 천연고분자 재료를 활용하여 기능화 시키는 방법에 대한 연구가 활발합니다.

● 섬유고분자화학

단량체(고분자 화학물을 만드는 단위가 되는 저분자의 물질)와 고분자화학, 고분자의 물리,화학적 성질이 검토되고, 섬유를 형성하는 고분자의 일반적인 성질 특히 중합반응론, 고분자 성질, 구조학, 형태학 및 섬유고분자의 개질과 고분자반응론을 다루게 됩니다.
이 과목은 유기섬유 소재의 단순한 합성 이 외에 새로운 단량체 합성에 이은 신종의 섬유 고분자 소재 개발에 역점을 두어 물리적, 화학적 특성을 고찰합니다.
1) 중합반응 : 중합체의 분자량이 단위체의 배수가 되는 중첨가나 간단한 분자를 이탈하여 배수분자가 되지않는 중축합 등이 있습니다.
2) 고분자화합물 : 분자량이 대단히 큰 화합물이지만 주로 규칙적인 반복구조 단위를 가지고 있다는 게 일반적인 성질입니다. 고분자화합물은 천연산운모, 양, 모, 마와 같은 천연 고분자화합물과 나일론, 폴리염화비닐 같은 합성고분자 화합물로 분류됩니다.

● 섬유물리학 및 실험

섬유구조와 물리적 성질과의 관계, 시간효과를 포함하는 인장강도, 탄성회복, 휨, 꼬임, 수분의 흡수성, 섬유의 광학적 성질, 마찰에 관한 이론을 다룹니다.
산업재료에서 섬유의 역할 증대에 따라 기존의 섬유보다 더 큰 탄성률과 강도를 가지는 고성능 섬유 및 필름의 개발에 관한 연구도 진행되고 있습니다.
본 과목의 실험에서는 이러한 연구를 위해 물리적으로 기존의 고분자를 섬유형태로 바꾸는 방사, 방사된 섬유를 크게 잡아 늘리는 연신, 열처리 조건의 개선으로 고성능을 얻는 방법을 실습합니다.

● 섬유공업통계학

수학적 통계법을 이용하여 각종 실험치를 처리하는 방법, 섬유제조공정 중 발생하는 섬유변동을 체계적으로 처리하는 방법 등 통계학을 기초적인 섬유공정에 적용하는 내용을 다룹니다.

● 섬유공정해석 및 실험

각 섬유공정 중 섬유구조물(실, 직물)과 기계간의 상호작용에 중점을 두고 공정의 내부구조를 해석하는 방법을 배웁니다. 구체적으로 섬유류의 중간제품과 최종제품의 품질과 생산성 향상을 위한 물리적 성질과 역학적 거동의 해석 등을 다루게 됩니다.
섬유산업의 발달과 대내외적 경쟁력 향상을 위해서 위에 언급한 제품의 품질 향상을 위한 연구와 더불어 생산공정의 혁신이 필수적입니다. 그러므로 이 과목에서는 입력과 출력을 알고 공정을 정의하는 방법을 비판적으로 다루기도 합니다.
실험에서는 섬유를 실로 변환시키는 원리와 조건에 대하여 배웁니다.

● 섬유가공학 및 실험

일반적인 섬유가공 공정을 단위 조작적인 측면에서 다룬 다음 섬유제품의 외관, 촉감을 바꿔주는 가공과 형태, 안정성을 부여하는 가공 및 새로운 성능을 부여하는 가공등 가공의 원리, 가공기구, 가공제의 화학가공 방법에 대해 다룹니다.
또한 섬유가공의 기본 실험과 양모의 방축가공, 섬유의 수지가공, 수지가공 섬유에서의 포름알데히드 실험 및 정량분석, 방수가공, 방열가공 등의 실험을 합니다.
1) 방축가공 : 직물이 세탁 등에 의해 수축되는 것을 방지하기 위한 가공으로 미리 직물에 일정한 수축을 주어 천의 길이나 나비를 고정시킴으로써 수축을 방지하는 기계적 방법과 수지가공에 의한 화학적 처리방법 있습니다.
2) 수지가공 : 재생섬유의 하나인 스판레이온 직물이나 면제품에 방추성. 방축성을 주기 위해 합성 수지를 사용해 실시하는 마무리 가공을 말합니다.
최근에는 섬유제품에 대한 병원균 침입이나 그 결과로 악취가 발생하는 것을 방지해 주는 연구와 정전기발생방지에 대한 연구가 진행되고 있습니다.

● 염색화학 및 실험

섬유 및 섬유물질의 정화와 침염의 문제를 다루며 정화 분야에서는 염색용수, 염색약품 및 천연섬유와 인조섬유 물질의 실제 정화과정을 다룹니다. 또한 섬유 제품에 대한 염색작용의 화학적 문제, 날염의 기초 등을 배웁니다.
1) 침염(侵染) : 염료와 조제를 적당한 농도로 용해한 염욕에 섬유를 담가 전체를 같은 빛깔로 염색하는 방법입니다. 불균염이 되지 않고 균일한 농도로 염색되도록 하는 것이 중요합니다.
2) 날염(捺染) : 염료를 물에 녹여 점도가 높은 날염풀을 만들고 날염기나 틀을 사용하여 천에 색을 차례차례 인쇄하여 무늬를 내는 것입니다.
실험에서는 침염과 날염으로 대별되는 염색방법과 염색공정수, 시긴, 자재 및 에너지를 절약함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 염색기술 등을 직접 실습해 봅니다.

● 천연섬유

천연섬유의 생산 및 매매에 관한 이론을 배우고, 외력과 변위를 포함한 섬유 공정 중에 섬유가 견디어 내야 할 성능과 섬유구조물인 실, 직물 등의 구성요소로서 섬유가 지녀야 할 특성을 공부합니다.
또한 이들 특성과 성능을 설명할 근거가 될 수 있는 범위 내에서 섬유의 구조에 관하여 이해토록 합니다.

● 섬유화학분석 및 실험

섬유의 장상작 감별, 혼합섬유의 분리, 정량, 섬유제품상에 있는 각종 약제의 분리, 정량, 섬유의 화학적 구조분석, 염색가공의 성능 측정에 필요한 이론을 배웁니다. 또한 화학적인 면에서의 섬유분석 실험을 다루며 섬유혼합체의 분석, 비 섬유질 분석, 염료시험, 섬유약품의 시험, 섬유손상 및 염색물의 견뢰도시험 등을 다룹니다.
염색된 섬유품은 일광, 세탁, 염소표백, 드라이클리닝 등 여러 작용을 받을 경우 변색 또는 퇴색하게 됩니다. 이러한 외적 조건에 대한 색의 저항성, 내구성을 염색견뢰도라 하며, 염색견뢰도시험에는 일광견뢰도시험, 세탁견뢰도시험, 물견뢰도시험, 염소표백견뢰도시험 등이 있습니다.

● 방적공학 및 실험

섬유로부터 실을 생산하는 기술의 기계적 원리와 그 생산성과 경제성을 공부합니다. 섬유별로는 단섬유방적과 장섬유방적을, 원리별로는 재래식방적과 혁신방적을 다룹니다. 또한 방적기를 이용, 연신, 가연 및 권취(倦取)라는 세 과정을 중심으로 실험, 관찰하고 방적계산법을 익힙니다.
연신은 방사된 섬유를 크게 잡아늘이는 공정으로, 비열 등의 열역학적 물성이 갑자기 변하는 2차 전이온도가 낮은 나일론은 상온에서 몇 배의 연신(냉연신)을 할 수 있으나 2차전이온도가 높은 폴리에스테르 등은 가열 상태에서 연신 (열연신)합니다.

● 방사공학

방사공정의 해석과 방사공정에 관한 역학적인 접근방법을 다룹니다. 그리고 건식방사와 습식방사를 중점으로 섬유형성에 관한 기초원리와 농축된 고분자용 액의 응용도 배웁니다.
1) 건식방사 : 중합체의 용액을 용매를 제거하기 위하여 가열된 공기 속으로 밀어내고 굳혀서 섬유를 얻는 방법으로 아세테이트, 아크릴 등이 이 방식에 의해 만들어집니다.
2) 습식방사 : 중합체의 용액을 응고매체 속으로 밀어내는 중합체를 재생하고 굳혀서 섬유를 얻는 방법으로 비스코스레이온, 비닐론 등이 이 방식을 이용한 것입니다.
3) 용융방사 : 섬유형성능을 지닌 중합체를 녹여서 공기 속이나 가스 속으로 밀어내는 방법으로 나일론, 테트론 등이 이 방식을 이용합니다.

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