재결정

1. 정의[편집]

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Recrystallization
어떤 재료를 구성하는 원자, 이온, 분자 따위의 입자들이 용해나 용융 등으로 원래의 결정 형태를 잃은 뒤에 다시 주변의 환경의 영향을 받아서 결정화되는 것. 이때 재료 내부에 새로운 결정이 발생하고, 성장하여 전체가 새 결정으로 바뀌는 현상을 재결정이라 한다.

1.1. 화학에서[편집]

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화학에서 재결정은 혼합물을 분리하고 불순물을 제거하여 물질의 순도를 높이는 방법에서 사용된다.

재결정하고자 하는 물질을 적절한 용매에 섞어서 용해한 다음에 용액을 가열하여 포화 상태를 만들면서 과정이 시작된다. 만들어진 포화용액을 냉각을 시키면 물질의 용해도가 떨어지면서 용액 안에 순도 높은 물질 결정이 만들어진다. 이렇게 얻은 결정을 여과하면 순도 높은 물질을 얻을 수 있고, 이것을 가지고 반복적으로 재결정을 진행하면 순도가 더 높아진다.

보통 재결정은 원하는 물질 + 불순물의 혼합물을 분리할때 사용하는 말이고, 두개 이상의 물질이 혼합된 혼합물에서 여러 혼합물을 용해도 차이로 분리하는 과정은 분별결정이라고 한다.

1.2. 금속공학에서[편집]

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금속을 열가공하는 과정에서 일어나는 과정. 가열된 금속이 고온에서 식어가는 과정에서 외부 요인에 의한 충격이 가해지거나 급하게 냉각될때 잘 일어나며, 재결정이 일어나면 금속의 입자들이 형성하는 미세구조가 바뀌면서 금속의 물리적인 성질도 변하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 담금질과 단조 공정이 생겨났다.

모든 금속에 대해 재결정이 일어나기 시작하는 온도는 공통적으로 녹는점보다 낮지만 세부적인 재결정 온도는 금속의 종류별로 다르다. 가열하는 최대 온도, 가하는 힘의 세기, 냉각 속도와 같은 조건이 가공이 완료된 금속의 품질과 성질에 영향을 크게 주기에 열처리라도 금속의 종류는 물론, 주변 환경과 가공 현장의 조건에 영향을 받을 수 있다.

강철같은 경우 빠르게 냉각하는 담금질을 통해 강도와 경도가 늘어나는 대신에 연성이 줄어들며, 반대로 강철이라도 천천히 식히면 성질이 담금질로 빠르게 식혔을때와 달라진다. 금속의 종류에 따라서 오히려 연성이 더 늘어나고 강도와 경도가 약해지는 경우도 있다.

1.3. 지구과학에서[편집]

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고온고압의 환경에서 암석을 구성하는 내부 광물들의 조성이 바뀌는 현상으로, 기존에 형성된 암석이 주로 주변에 있거나 접촉하는 마그마에 의한 열과 지하의 압력을 받아 변성되어 변성암이 되어가는 과정의 일부다. 열과 압력에 의해 포함된 광물의 크기가 바뀌는 것을 '재결정현상'이라고 한다.

화학변화로 인해 일어나는 암석의 교대 작용과 반대로 재결정은 순수하기 물리변화로만 일어날 수 있다.