01. 목재, 플라스틱, 금속 재료의 특성

   1) 목재의 종류와 구조에 대하여 알아보자.

     ㄱ. 목재의 종류

* 목재의 종류 : 침엽수, 활엽수

     ㄴ. 목재의 구조

        * 껍질 : 수분과 영양을 섭취, 겉껍질과 속껍질로 되어있다.

        * 나이테 : 봄과 여름에 자라 색이 연한부분을 춘재, 가을과 겨울에 자라 색이 짙은 부분은 추재라고 한다.  춘재에서 추재로 옮기는 부분에도 새포 조직과 색깔이 달라 생기게 된다.

        * 변재와 심재 : 껍질에 가깝고 색이 옅은 부분을 변재, 수심에 가깝고 색이 진하며 단단한 부분을 변재라고 한다. 변재는 양분을 함유해 변형과 균열이 생기지만 심재는 수분이 적어 변형이 거의 없고 광택이 나고 가장 단단한 부분이다.

        * 흠 : 옹이, 지선, 썩정이, 껍질박이, 갈라짐

   2) 목재의 특성을 이용한 가공재는 어디에 쓰일까

      ㄱ. 합판 : 단판 3,5,7매를 서로 교차되게 놓아 접착제를 발라 150℃ 정도로 열을 가해 높은 압력으로 압착시킨 것. 뒤틀림과 균열이 없고, 넓고 강도가 큰 재료로 만들 수 있다.

      ㄴ. 집성재 : 복재를 일정한 크기의 각재로 켠 다음 평행가게 맞대놓고 접착제를 발라 열을가해 압착시킨 것. 겉모양이 아름답고 강도가 크며, 곡면으로 만들 수 있어 강당, 체육관, 교회의 기둥이나 들보에 사용된다.

      ㄷ. 파티클 보드 : 원목에서 목재를 켜고 남은 조각을 잘게 부숴 접착제를 뿌려 높은 온도와 압력으로 압착시킨 것. 환경친화적이고 경제적인 제품으로 소리흡수를 잘하고 열 전도가 잘 되지 않아 칸막이 등에 사용된다.

      ㄹ. 플로어링 : 한쪽에는 홈을 파고 다른쪽엔 촉을 만들어 끼워 맞춘 것. 장식효과와 음향효과를 얻을 때 쓰인다.

   3) 플라스틱의 특성은 무엇이며 제품은 어떻게 만들까

      ㄱ. 플라스틱(고분자 화합물)의 특성

         - 가공성이 좋다.

         - 가볍고 단단한 강도를 가지고 있다.

         - 쉽게 색을 넣을 수 있다.

         - 녹슬거나 썩지 않고 전기가 통하지 않는다.

         - 산이나 알칼리에 강하다.

         - 고무와 같이 탄성을 가지고 있다.

      ㄴ. 보조재료

         - 충전제 : 플라스틱 제품이 강도를 가질 수 있도록 하는 것

         - 가소제 : 재료가 부드럽고 유연하여 강도와 탄성을 조절한다.

         - 안정제 : 성질을 유지하고, 분해반응이 나타나지 않게 한다.

         - 착색제 : 색깔을 넣어 보기 좋게 한다.

         - 발포제 : 거품이 만들어지므로 거품플라스틱이 된다.

      ㄷ. 플라스틱은 어디에 어떻게 쓰일까

         * 플라스틱 필름 및 시트

           - 필름 : 0.15mm 이하의 것. 농업용, 포장용, 직물, 피복용으로 주로 쓰인다.

           - 시트 : 1.3mm 이상의 것. 자동차 내장, 장판, 의자, 가방 등을 만드는데 쓰인다.

         *  섬유 강화 플라스틱(FRP) : 충전제 또는 보강제를 첨가해 강도를 크게 만든 것 , 검축용판, 창틀, 배의 선체 등에 사용

         * 거품 플라스틱 : 발포제를 첨가한 것. 단열재, 포장재, 방음재, 소파나 자동차 의자 쿠션등

         * 그밖에 플라스틱 : 인체의 손, 발과 그 밖 여러 장기, 낚싯대, 테니스라켓 등 스포츠용품과 운동기구

   4) 금속재료는 어떤 특성을 가지고 있을까

      ㄱ. 금속의 일반적 특성

         - 수은을 제외한 모든 금속은 상온에서 고체이고 일정한 결정구조가 있다.

         - 각각의 고유한 색깔을 가지고 있다.

         - 연성, 전성이 크다

         - 열과 전기를 잘 통한다.

         - 대부분 비중이 크다 ( 가장 큰 철, 구리 등을 중금속, 비중이 작은 알루미늄, 마그네슘 등을 경금속이라고 한다.)

      ㄴ. 금속 성질의 개량법

         * 합금에 의한 성질 개량 : 강도와 경도가 커지고 낮은 온도에서 녹으며 색깔이 아름답고 전기저항이 커진다. 녹이면 유동성이 좋아 주조가 잘된다.

         * 열처리에 의한 금속의 성질 개량 : 탄소강이나 강철을 적절한 온도로 가열 후 물이나 기름 속에서 급냉시키면 더욱 단단한 성질을 얻는다.

   5) 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가

      ㄱ. 탄소강 : 일반기계부품은 중탄소강, 드라이버, 줄, 플라이어 등은 고탄소강으로 만든다.

- 공구등.

      ㄴ. 합금강 : 강도와 경도, 내식성 및 내열성이 좋아 기계부품과 드릴, 밀링 커터 등 공작기계의 절삭공구로 사용된다.

      ㄷ. 주철 : 단단하지만 연성과 전성이 작아 잘 쪼개진다. 일반기계부품과 몸체, 농기계의 몸체 등을 만들 때 사용된다.

      ㄹ. 구리와 그 합금

         - 구리 : 적색광택을 내며 녹이 슬지 않는다. 연성과 전성이 좋아 가공하기 쉽고, 열과 전기 전도율이 높아 건설, 전기 제품의 부품, 전축용 재료, 레저용구 등의 재료로 쓰인다.

         - 구리합금

            * 황동 : 연성과 전성이 좋아 가열하지 않고도 가공이 가능하다. 전기부품, 가정용품 및 기계 부품을 만들 때 쓰인다.

            * 청동 : 녹이 잘 슬지 않아 예로부터 식기, 범종, 장식물을 만드는데 사용되었다,

                      청동은 황동보다 강하고 주조성이 좋아 회전펌프날개, 밸브, 배의 스크류 및 일반 기계나 건설기계 부품재료로 많이 쓰인다.  

      ㅁ. 알류미늄과 그 합금

          - 알류미늄 : 은백색으로 가벼우며 공기나 물 속에서 잘 녹슬지 않는다. 하지만 알칼리등에는 약하다. 전도율이 높으며 전성과 연성이 좋아 가공하기 쉽다. 판, 파이프, 각재 등 중간제품을 만들어 전기제품, 장식품, 등에 쓰인다.

          - 알류미늄 합금 : 가벼우며 강도가 커 비행기 몸체와 가관, 자동차 부품, 카메라, 측량기 및 레저 용구 등에 많이 쓰인다.