1. 규칙-불규칙 격자 변태
1) 규칙격자의 결정구조
A, B의 2원자가 규칙화되면 각각 특정한 위치를 차지하게 되고, 하나의 결정격자 중에 A원자 및 B원자의 위치를 규정지을 필요가 있습니다. 불규칙에서 규칙상이 되면 일반적으로 단위격자가 커지는데 이것을 초격자라 합니다. 대부분이 AB 및 A,B의 형으로 되며 체심입방, 면심입방, 조밀육방의 격자형이 있습니다.
(1) 체심입방격자형
체심입방격자형에는 AB형(FeAl형) 과 A3B형(Fe3Al)이 있습니다. AB형(FeAl형)은 A원자가 입방체의 8모퉁이를 차지하고 B원자는 체심의 위치를 점유한 것으로 입방체 내부에는 A원자 1개, B원자 1개가 들어 있는 것으로 되어 AB형의 조성이 됩니다. 여기에 속한 금속은 CuZn, FeAl, FeCo, NiZn, AgCd, AgZn 등이 있습니다.
다음으로 AB형(Fe3Al)을 살펴보면 A원자가 12개, B원자가 4개의 원자수로 되어 있으며 AB형으로 결합됩니다. 여기에 속한 금속들은 FeySi, Fe3Al, MgsLi, CusAl 등이 있습니다.
(2) 면심입방격자형
면심입방격자형에는 AB형(CuAu형) 과 AgB형(Cu3Au형) 이 있습니다.
A원자가 면심입방의 위치 중에서 전후, 좌우의 4개소를 점유하고 B원자는 4개의 모서리 및 상하의 면심 위치를 점유하게 됩니다. 한 개의 단위격자가 포함하고 있는 수는 A원자 2개, B원자 2개가 되고 AzB형이므로 결국 AB형으로 결합합니다. 여기에 속한 금속은 CuAu, MnNi, CoPt, FePt, FePd, NiPt 가 있습니다.
다음으로 면심입방격자형의 AgB형(Cu3Au형)은 A원자가 면심 위치를 점유하고 B원자가 8개의 모서리를 점유한 것을 말합니다. 단위격자 중에 포함되는 원자수는 A원자 3개, B원자 1개로 A,B형으로 결합하고 여기에 속한 금속은 Ag3Pt, PtyAg, AuPt, CusAu, Cu3Pt, CuAus, CoPt3 입니다.
(3) 조밀육방격자형
조밀육방격자형은 AB형(MgCd형) 과 AB형(Mg3Cd형) 으로 나눌수 있습니다. AB형(MgCd형)은 A원자수는 4개, B원자수는 4개로 A와 B의 원자수는 같고 A,B가 AB형으로 됩니다. 여기에 속한 금속은 MgCd가 있습니다.
AB형(Mg3Cd형)은 A원자수는 6개, B원자수는 2개로 AB2가 A,B형으로 되고 여기에 속하는 금속은 Again, Mn,Ge, Mg3Cd, Cd,Mg, NigSn 가 있습니다.
2) 규칙격자의 규칙도
규칙격자에는 두 성분의 원자가 비율이 1:1, 1:2, 1:3과 같이 간단한 정수비를 유지하는 치환형 고용체에는 두 성분 원자가 규칙적으로 결정격자점을 차지하고 있습니다. S-0으로 되어 완전히 무질서한 것을 의미하는데 이것을 브래그 윌리암(Bragg-william)의 장거리 규칙도라 합니다.
2. 역위상과 완화시간
역위상(逆位相) 이란 원자 배열의 상태를 말하며 어느 축을 기준으로 하여 왼쪽과 오른쪽에서는 각각 완전한 규칙 배열로 되어 있으나 축을 경계로 하여 전혀 반대의 배열을 하고 있는 구역을 역위상이라 합니다. 이 구역을 전체를 통하여 볼 때 규칙도는 0이 되나, 각각의 구역에서는 규칙도가 1 입니다. 역위상 구역은 결정립이 가열에 의하여 성장하며 마침내는 모상의 결정립과 같은 크기로 되었을 때 정지되게 됩니다.
어떤 현상이 평형보다 어긋났을 때 이것이 점점 평형에 접근하는 것을 완화현상이라 하는데 규칙-불규칙 변태에서도 완화현상(relaxation)이 일어나게 됩니다. 완화시간은 고온에서는 비교적 짧은 시간이나 저온에서는 긴시간을 요합니다. 수중 급랭에 의하여 그 온도에 있는 규칙도를 가져올 수 있습니다.
3. 규칙-불규칙변태의 성질
먼저 비열을 알아보겠습니다. 큐리점 부근에서 냉각할 때는 발열하고 가열할 때는 흡열현상이 일어나 비열의 값은 큐리점에서 큰 값을 나타내게 됩니다. 고체의 비열은 이상적으로 듀롱패티(Dulong-Petit)법칙에 다르게되고 규칙-불규칙변태가 일어나면 원자 배열의 위치 교환이 일어나기 때문에 큐리점 부근에서 비열이 크게 됩니다.
다음은 전기저항 입니다. 규칙도가 큰 합금은 비저항이 작고 불규칙이 됨에 따라 비저항이 크게 됩니다. 큐리점에서 불연속적이고 큐리점 이상에서는 일반 고용체의 비저항과 온도와의 관계는 연속하게 됩니다. 급랭에 의하여 불규칙상을 저온까지 가져왔을 때는 그 저항치는 불규칙상의 비저항 곡선의 연장상에 있습니다. 같은 조성의 합금에서는 규칙합금의 전기저항은 불규칙합금의 전기저항보다 작게 됩니다.
자성을 살펴보면 NiMn의 규칙상은 강자성체이나 불규칙상은 상자성체 입니다. 퍼말로이(permalloy) 합금은 완전 불규칙 상태에서 높은 투자율이 얻어지고 PICO의 불규칙상을 항온변태에 의하여 규칙화하였을 때 규칙화 진행과 함께 보자력(力)이 발생하게 됩니다.
기계적 성질을 살펴보면 일반적으로 규칙화 진행과 함께 강도와 경도는 증가하게 됩니다. 규칙화 진행과 함께 탄성계수가 크게 되는데 규칙합금을 소성가공하면 규칙도가 감소하게 됩니다. 불규칙합금을 가공한 후 규칙상의 범위에서 가열하여 규칙화시키면 변태속도는 오히려 늦어지게 됩니다.
X-선 회절을 살펴보겠습니다. 장범위 규칙격자에 X-선 회절시험을 행하면 불규칙합금에 나타나는 회절선 외에 규칙격자선이라고 부르는 다른 회절선이 혹은 강도의 변화가 나타나게 됩니다. 단범위 규칙성은 산란선 즉 회절선이 희미해지므로 X-선 회절에서는 잘 모르는 경우가 있으므로 이때는 중성자 회절에 의해서 확인할 수 있습니다.