재료공학입문 개요

재료공학(Materials Engineering)

재료의 물성, 구조, 제조, 응용 등을 연구하는 학문 분야입니다. 이 분야에서는 다양한 종류의 재료, 예를 들어 금속, 세라믹, 고분자 등의 물성 및 구조를 이해하고, 이러한 재료의 제조, 가공, 성능 향상을 위한 과학적 기술을 개발합니다. 재료공학은 산업 분야에서의 다양한 제품 및 기술 발전에 큰 역할을 합니다. 예를 들어, 자동차, 항공기, 에너지, 의료, 전자, 화장품 등 산업 분야에서 다양한 재료가 사용되고, 이러한 재료의 성능 개선을 위해 재료공학의 기술이 활용됩니다.

재료과학과 재료공학

대다수의 재료공학도들은 재료과학과 재료공학을 함께 배웁니다. 재료과학과 재료공학은 밀접하게 연관된 분야이기 때문에 종종 혼용되어 사용됩니다. 그러나 두 분야는 목적 및 관심사가 다릅니다.

재료과학은 재료의 물리적, 화학적, 기계적 특성을 이해하고, 이러한 특성이 재료의 구조와 미세조직에 어떻게 영향을 미치는지를 연구합니다. 이 분야에서는 재료의 원자 및 분자 수준에서의 구조 및 성질을 연구하며, 이를 이용하여 새로운 재료를 개발하고 성능을 향상시키는 기술을 개발합니다.

반면에 재료공학은 재료의 물성과 제조 기술을 결합하여 다양한 산업 분야에서 실용적인 제품을 개발하는 학문 분야입니다. 이 분야에서는 재료의 물성을 이용하여 다양한 제품의 디자인 및 생산을 최적화하는 기술을 개발하며, 재료의 생산 및 가공 기술을 개발하여 제품의 품질을 향상시킵니다.

즉, 재료과학은 재료의 이론적인 연구에 초점을 두며, 재료공학은 실제 제품의 생산과 응용에 초점을 두고 있습니다.

재료의 이론적 연구

재료의 이론적 연구는 원자 및 분자 수준에서의 구조와 상호작용을 이해하는 것부터 시작합니다. 이를 위해 열역학, 양자역학, 전산화학 등의 이론적 연구 방법을 활용합니다. 원자 수준에서는 원자의 전자 구조와 원자 간의 상호작용을 이해합니다. 분자 수준에서는 분자 구조, 평형 상태, 반응 열역학 등을 연구합니다. 재료의 미세조직 및 구조를 연구하기 위해서는 전자현미경, X선 회절, 원자현미경 등의 분석 장비를 사용합니다. 이러한 분석 결과를 토대로 재료의 물리적, 화학적, 기계적 성질을 이해하고, 이를 이용하여 새로운 재료를 개발하는 것이 재료과학의 목적입니다. 재료의 구조 및 성질을 이해하는 것은 다양한 산업 분야에서의 새로운 제품 및 기술 개발에 큰 도움이 됩니다.

재료의 공학적 연구

재료공학에서는 재료의 물성과 제조 기술을 결합하여 다양한 산업 분야에서 실용적인 제품을 개발하는 학문 분야입니다. 이를 위해 다양한 공학적 연구가 이루어지고 있습니다.

재료공학에서 가장 중요한 연구 중 하나는 재료의 제조 기술 개발입니다. 재료의 제조 기술은 재료의 물리적, 화학적, 기계적 성질에 큰 영향을 미치기 때문에, 새로운 재료를 개발하거나 기존 재료의 성능을 향상시키기 위해서는 제조 기술의 개발이 필수적입니다.

또한, 재료의 가공 기술도 재료공학에서 중요한 연구 분야 중 하나입니다. 재료의 가공 기술은 재료를 다양한 형태로 가공하여 다양한 제품을 생산하는 기술입니다. 이를 위해서는 재료의 물성을 고려하여 적절한 가공 기술을 개발해야 합니다.

재료의 성능 향상을 위해서는 재료의 구조 및 미세조직을 제어하는 기술도 개발됩니다. 이를 통해 재료의 강도, 경도, 인성 등의 물리적 성질을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 공학적 연구들은 자동차, 항공기, 에너지, 의료, 전자, 화장품 등의 산업 분야에서 다양한 제품 및 기술 발전에 큰 역할을 합니다.

한국의 재료공학

재료공학은 그 나라의 역사적,문화적 배경과 경제적,정치적 환경의 영향을 많이 받는 분야입니다. 일본과 한국 모두 제조 및 기술 혁신의 강력한 전통을 가지고 있지만 재료 공학이 한국보다 일본에서 더 발달한 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.

주된 이유 중 하나는 일본의 오랜 과학 기술 투자 역사입니다. 과학 교육과 연구에 대한 일본의 강조는 19세기 말 메이지 시대로 거슬러 올라갑니다. 당시 정부는 국가 교육 제도를 수립하고 국가 근대화의 수단으로 과학 기술을 진흥하기 시작했습니다. 과학과 기술에 대한 이러한 강조는 오늘날까지 계속되어 일본은 재료 공학을 포함한 광범위한 분야의 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있습니다. 또 다른 요인은 일본의 강력한 산업 기반입니다. 일본의 제조 부문은 효율성, 품질 및 혁신으로 유명하며 국내 및 국제 시장 모두에서 고품질 제품을 생산해 온 오랜 역사를 가지고 있습니다. 이로 인해 특정 특성을 가진 재료에 대한 수요가 증가했으며 일본에서 첨단 재료 기술이 개발되었습니다.

그에 반해 한국의 산업 발전은 보다 최근에 이루어졌으며 급속도로 이루어졌습니다. 한국 전쟁 이후 한국은 주로 중공업과 수출 지향적인 제조업에 중점을 둔 급속한 산업화 기간을 겪었습니다. 한국은 최근 몇 년 동안 기술 역량 개발에 상당한 진전을 이루었지만 산업 기반은 아직 상대적으로 젊고 일본과 같은 수준의 재료 공학 투자가 없었습니다.