물질과학의 이해

본서는 물질의 화학적 이해와 재료의 물성을 가능한 직관적으로 이해하도록 기술하였고, 수식의 전개는 가능한 피하고 기본적인 공식은 풍부히 삽입하여 그것을 이용한 예제도 주어져 이해가 쉽도록 하였다. 또한 각 장별로 마무리 연습문제, 요약을 두어 알기 쉽게 하였으며, 제1장부터 제3장까지는 물질의 기초를 이해할 수 있는 기초 연습문제와 수식 이해의 트레이닝 코스를, 제4장부터는 난이도 있는 공학적 문제를 다루었으며 반도체의 종류 및 성질과 이용에 대해서부터 세라믹스 재료의 특성에 이르기까지 폭넓게 물질과학적 측면에서 알기 쉽게 구성하였다.

제1장 물질의 상태와 재료

1. 물질의 3태와 재료

1.1 현대 사회를 지탱하는 재료

1.2 물질의 변태와 실태

2. 결정성 고체의 구조

2.1 결정의 구조

2.2 X선 회절

2.3 단결정과 다결정-재료로서의 다결정 고체

3. 비정성 고체

3.1 비정성 고체의 생성과 구조

3.2 결정성 고체와 비정성 고체의 상태변화

3.3 결정성 고체와 비정성 고체의 미시적 그리고 거시적 구조

4. 고체나 액체에서 볼 수 있는 상태변화의 다양성

4.1 고체의 상전이

4.2 액정

4.3 고무



제2장 화학결합과 분자 사이에 작용하는 약한 힘

1. 물질의 성립

2. 원자의 구조와 원소주기율

2.1 원자의 구조

2.2 원자 내의 전자배치

2.3 이온화 에너지와 원소주기율

3. 공유결합

3.1 공유결합이란 무엇인가?

3.2 공유결합 에너지

3.3 분자의 형태를 결정짓는 공유결합의 방향성과 혼성궤도

3.4 σ결합과 π결합

3.5 전기음성도에 의한 공유결합의 판정

3.6 쌍극자 모멘트

3.7 망목구조의 공유결할성 물질

4. 이온결합

4.1 이온

4.2 양이온으로의 변화

4.3 음이온으로의 변화

4.4 이온결합이란 무엇인가?

4.5 결합에너지와 이온결합성

4.6 이온결정

5. 금속결합

5.1 자유전자

5.2 금속광택

5.3 도전성과 전열성

5.4 금속의 유연성

5.5 결합에너지

6. 분자 사이에 작용하는 약한 힘

6.1 분자간력이란 무엇인가?

6.2 분자간력의 종류

6.3 유기쌍극자와 순간쌍극자

6.4 이온-쌍극자 상호작용

6.5 쌍극자-쌍극자 상호작용

6.6 수소결합

6.7 이온-유기쌍극자 상호작용과 쌍극자-유기쌍극자 상호작용

6.8 반데르왈스력

7. 물의 과학

7.1 물의 특이성

7.2 얼음의 구조

7.3 물의 구조

7.4 소수성 상호작용



제3장 물질의 상태변화와 고체의 구조

1. 상률과 상태도

1.1 상률

1.2 1성분계 상태도

2. 상태의 열역학적 변

2.1 평형상태도와 열역학적 변화

2.2 상전이 현상

3. 복수 성분계의 상태도

3.1 2성분계 상태도

3.2 3성분계 상태도

4. 고체의 원자배열과 결정구조

4.1 기본이 되는 결정구조

4.2 이온반경과 배위수

4.3 이온결정에 있어서의 구조 결정의 법칙과 간쇄

4.4 결정방위와 결정면

4.5 대표적인 결정구조

5. 결정성 고체의 불완전성과 내부구조

5.1 결정성 고체의 불완전성과 내부구조

5.2 점결함

5.3 선결함

5.4 면결함

5.5 벌크결함



제4장 고체의 전기전도성

서 론

1. 전기전도기구

1.1 전하의 수송

1.2 전압의 인가(印加)에 따른 수송

1.3 하전캐리어의 농도구배에 따른 수송

1.4 아인슈타인의 관계

1.5 전자의 에너지밴드

2. 금속, 반도체 및 절연체

2.1 금속

2.2 절연체

2.3 반도체

3. 전기저항의 온도의존성

3.1 금속저항의 온도의존성

3.2 진성반도체 저항의 온도의존성

4. 이온전도



제5장 반도체

1. 실리콘의 결합성과 결정구조

2. 진성 반도체

2.1 캐리어의 발생

2.2 캐리어 재결합

3. 외인성 반도체

3.1 불순물 반도체

3.2 결함 반도체

4. 질량작용의 법칙

5. 다수 및 소수 캐리어



제6장 유전체

1. 유전분극

2. 상유전체

2.1 그라지우스 몬티의 식

2.2 유전분극

2.3 유전손실

3. 강유전체

4. 강유전체, 압전성의 현상론



제7장 세라믹스의 유전성과 결정구조

1. 강유전체의 기원

2. 세라믹 유전체

2.1 티탄산바륨

2.2 BaTiO3의 고용계(固溶系)

2.3 페로스카이트 폴리타입

3. 유전 손실의 기원

3.1 분역벽과 유전손실

3.2 이온공공의 형성기구

3.3 분역벽의 핀닝과 유전손실

3.4 전도손실과 붕괴

3.5 불가사의한 첨가물 망간

4. 양이온배열 질서성과 유전성

4.1 양이온의 질서?무질서 현상

4.2 완화형 강유전체



제8장 세라믹스의 센서 / 액튜에이터 특성과 결정구조

1. 온도센서

2. 서미스터

2.1 임계온도 서미스터

2.2 NTC 서미스터

2.3 PTC 서미스터

3. 금속산화물 바리스타

4. 압전 변환소자

4.1 지르코늄산티탄 산연(酸鉛)

4.2 세라믹스의 아번매트릭스

4.3 이온첨가와 소프트/하드 압전체

천병수 저자 천병수 (이학박사)는 경희대학교 의대 교수, 연세대학교 의대 교수,요녕중의학대학 객원교수