21세기는 지식과 정보가 그 국가의 경쟁력을 좌우하는 지식기반에 기술집약적인 산업사회로 나아가고 있다. 산업혁명이후 우주궤도선 스페이스셔틀의 개발은 과학기술의 눈부신 발달에 힘입어 착실한 진보를 계속하여 온 광범위한 분야의 기술적이고도 조직적인 협력의 산물이며 특히 공학기초로서의 원자력과학 정보과학 및 재료과학이 하나로 결집된 성과라 아니할 수 없다.
과학기술문명의 고도 발전은 특수재료의 개발과 아울러 여러 공업재료로의 활용에 대한 새로운 기술을 필요로 하고 있다. 따라서 산업발전에 있어서 재료과학과 재료공학의 공헌은 어느 다른 공학분야 못지 않게 매우 긴요하고 공업기반이 된다는 사실은 부인할 수 없다.
공학기초로서의 재료과학의 중요성이 인식되기 시작한지 오랜 세월이 경과되었지만 그 동안 재료과학의 개념은 조금도 달라지지 않았고 물질의 특성을 추구함과 더불어 더욱 고도 정밀한 물성을 찾고자하는 노력은 계속 모색되고 있다.
재료는 우리가 인식하는 것 이상으로 우리의 문화에 깊숙이 자리잡고 있다. 건축 통신 의류 운송 그리고 생활용품과 식품가공 등 일상의 모든 분야에서 재료의 영향은 매우 크다고 할 수 있다.
또 전체의 재료물성을 하나로 체계화가 가능하다고 보는 재료과학도 공업재료로서의 금속 세라믹스 플라스틱은 각각 화학결합이 다르기 때문에 이들의 물성을 공통적인 이론으로 논한다는 것은 어려우며 이들 세 가지 재료가 각기 지니고 있는 특성 또한 무시할 수 없다.
넓은 의미의 공업재료에 대한 기초과정은 실험적 사실보다 원리를 더욱 강조하게 됨으로써 수많은 현존 공업재료에 대한 광범위한 지식을 모두 다루기란 그리 쉽지 않기 때문에 이러한 관점에 비추어 이들 재료중 주로 세라믹스를 중심으로 한 재료과학적 측면에서 구조 물성 및 반응 등 3대 기본을 축으로 한 즉 거시적 재료물성을 미시적 입장으로부터 규명하는 단서를 얻을 수 있다고 판단되어 이를 참고로 하여 재료의 고체화학적 기초로부터 공학적 응용에 이르기까지 체계화함과 동시에 재료과학의 개념과 원리를 이해시키고자 집필하게 되었다.
이 책은 다른 교재와는 달리 방대한 도표를 구사하여 원리나 프로세스에 대해서 모델개념을 부여하였고 특히 고체물리에 관한 지식을 갖고 있지 않아도 도표를 통하여 내용을 쉽게 이해되도록 하여 이 분야를 취급하고자 하는 대학의 관련 학과에서 재료화학의 교재로서 참고할 수 있도록 기술하였다. 또한 본서는 21세기의 기술기반시대를 맞이하여 새로운 첨단소재개발에 관심과 뜻을 가진 공학자나 기술자들에게 적합하고 기본적인 입문서가 될 수 있도록 꾸몄다.
끝으로 본 저서에 사용된 용어는 한국과학기술단체총연합회 발행의 과학기술용어집에 따랐으며 저자들은 공학적인 관점에서 고체재료화학의 물리적 특성에 관하여 기술하였으나 저자들은 아직 일천한 식견이어서 혹시 독자에게 미심한 부분이 있지 않을까 걱정이 앞선다.
아무튼 본 저서가 재료과학분야에 관여하고 있는 독자들에게 조금이라도 도움이 된다면 다행으로 생각하는 바이며 이 책이 출판되기까지 물심양면으로 애써준 내하출판사 모흥숙 사장님의 노고에 진심으로 감사를 드리며 원고정리와 교정을 도와준 아내와 참고자료를 제공해 준 박대창 전 과학기술정보사무관에게도 고마움을 표한다.
2006년 8 월
Ⅰ. 고체재료의 기초화학
1.1 전자와 화학결합
1.1.1 양자론과 양자역학
1.1.2 전자구름의 형태
1.1.3 전자구름과 화학결합
1.2 결정구조의 결정방법
1.2.1 결정학의 기초
1.2.2 X-선회절법
1.3 결정배열의 기초
1.3.1 이온반경과 구의 충전모형
1.3.2 배위의 형태
1.3.3 조성과 단위격자
1.3.4 격자에너지
1.4 산화물의 구조
1.4.1 단일산화물
1.4.2 복합산화물과 산소산염
1.4.3 고용체와 복염
1.5 규산염의 구조
1.5.1 규산염의 분류
1.5.2 올소규산염과 피로규산염
1.5.3 환상규산염과 쇄상규산염
1.5.4 층상규산염
1.5.5 3차원 망목규산염
1.6 결정의 열적변화
1.6.1 열분석
1.6.2 열분해
1.6.3 결정전이
1.6.4 상태도
1.7 유리의 특성
1.7.1 유리의 생성
1.7.2 유리의 구조
1.7.3 규산염 유리
1.8 적외흡수스펙트럼에 의한 구조해석
1.8.1 원리와 측정
1.8.2 산화물과 결정수의 적외흡수스펙트럼
1.9 불완전 결정
1.9.1 격자결함과 종류
1.9.2 격자결함의 평형
1.9.3 격자결함과 확산기구
1.9.4 격자결함과 결정성장
1.9.5 격자결함과 결정전이
1.9.6 격자결함과 소성변형
1.9.7 격자결함과 전기전도성
1.10 고상반응
1.10.1 확산과 고상반응
1.10.2 반응속도
1.10.3 열역학적 해석
1.10.4 속도론적 해석
1.10.5 고상반응의 고찰
1.11 분체원료
1.11.1 분체의 기초
1.11.2 분체의 측정
1.11.3 분체와 기계화학
Ⅱ. 고체재료의 합성과 물성화학
2.1 세라믹스의 진보
2.1.1 화인세라믹스의 분류
2.1.2 고정밀화 기술
2.2 세라믹스의 합성
2.2.1 분체원료의 제조
2.2.2 성형방법
2.2.3 소결공정
2.2.4 소결체의 미세구조
2.2.5 단결정의 합성
2.3 세라믹스의 물성
2.3.1 열적 성질
2.3.2 기계적 성질
2.3.3 화학적 성질
2.3.4 전기적 성질
2.3.5 자기적 성질
2.3.6 광학적 성질
Ⅲ. 세라믹스계 섬유와 복합재료
3.1 복합재료의 복합효과
3.2 세라믹스계 섬유
3.2.1 유리섬유
3.2.2 탄소섬유
3.2.3 탄화규소섬유
3.2.2 세라믹섬유
3.3 세라믹스계 복합재료
3.3.1 서메트
3.3.2 세라믹코팅
3.3.3 섬유강화플라스틱
3.4 기타 복합재료
재료화학에 활용된 용어풀이
세라믹스의 제조에 관한 문답
참고문헌
부록: 물리화학정수.단위환산
원소의 주기표.전자배치.원자량
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