청소년
청소년을 위한 교양 재료물성학
루미너리북스 교육출판 에디팅 팀
루미너리북스
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- 소장
- 13,000 ⓒ
| 듣기기능 | TTS지원 | 파일정보 | EPUB |
|---|---|---|---|
| 총 용량 | 3.0 MB | 이용기기 | |
| ISBN | 9791142945939 | ||
책 소개
우리 주변의 모든 것은 재료로 이루어져 있다. 스마트폰의 반도체 칩부터 자동차의 강철 차체, 항공기의 탄소섬유 복합재료까지, 현대 문명은 재료과학의 발달과 함께 진보해왔다. 이 책은 고등학생들이 대학 수준의 재료물성학을 체계적으로 이해할 수 있도록 구성된 교양서이다. 23개 챕터를 통해 원자 수준에서부터 거시적 성질까지, 재료가 왜 그런 성질을 갖는지에 대한 과학적 원리를 명확하게 설명한다. 석기시대부터 현재의 실리콘시대까지 인류 문명과 재료 발전의 역사적 맥락도 함께 다루어, 재료과학이 단순한 공학 지식이 아닌 인간 삶의 근본적 토대임을 보여준다.
원자의 전자구조와 화학결합부터 시작하여 결정구조의 원리, 각종 결함들의 역할, 확산 현상까지 재료과학의 기초 이론을 단계적으로 다룬다. 기계적 성질과 강화 메커니즘을 통해 왜 어떤 재료는 단단하고 어떤 재료는 유연한지 이해할 수 있으며, 파괴 현상과 파괴역학을 통해 재료의 한계와 안전성을 파악할 수 있다. 상도와 상변환 이론으로 열처리의 과학적 근거를 알아보고, 열적·전기적·광학적·자기적 성질들을 통해 재료가 다양한 기능을 발현하는 메커니즘을 탐구한다. 각 개념은 수식과 도표보다는 직관적 설명과 구체적 사례를 중심으로 서술되어 있어 복잡한 이론도 쉽게 이해할 수 있다.
타이타닉호의 침몰 원인부터 최신 스마트폰 디스플레이 기술까지, 실생활과 밀접한 사례들을 통해 재료과학의 실용성을 보여준다. 자동차 제조에 사용되는 다양한 금속 재료들, 항공기 엔진의 내열 세라믹 부품들, 의료용 생체적합 고분자 재료들의 선택 기준과 성능을 구체적으로 설명한다. 3D 프린팅 기술과 나노재료, 그래핀과 탄소나노튜브 같은 신소재들이 어떻게 기존 재료의 한계를 뛰어넘는지도 다룬다. 부식과 방식기술, 표면처리 기법들을 통해 재료의 수명을 연장하는 방법들을 알아보고, 복합재료 기술로 여러 재료의 장점을 결합하는 현대적 접근법도 소개한다. 각 사례는 과학적 원리와 연결되어 이론과 실제의 괴리를 줄여준다.
재료 선택의 체계적 방법론과 가공기술의 발전 과정을 통해 독자들이 미래의 공학자나 과학자로서 갖추어야 할 사고방식을 기를 수 있다. 환경 친화적 재료와 재활용 기술, 생체모방 재료와 자가치유 재료 같은 차세대 기술들은 지속가능한 미래를 위한 재료과학의 역할을 보여준다. 양자점과 메타물질 같은 최첨단 신소재들이 열어갈 기술 혁신의 가능성도 전망한다. 각 장은 해당 분야의 미래 전망과 관련 직업군에 대한 정보도 제공하여, 진로를 고민하는 청소년들에게 구체적인 방향을 제시한다. 복잡해 보이는 재료과학의 세계가 실은 우리 일상과 밀접하게 연결되어 있음을 깨닫게 하는 책이다.
원자의 전자구조와 화학결합부터 시작하여 결정구조의 원리, 각종 결함들의 역할, 확산 현상까지 재료과학의 기초 이론을 단계적으로 다룬다. 기계적 성질과 강화 메커니즘을 통해 왜 어떤 재료는 단단하고 어떤 재료는 유연한지 이해할 수 있으며, 파괴 현상과 파괴역학을 통해 재료의 한계와 안전성을 파악할 수 있다. 상도와 상변환 이론으로 열처리의 과학적 근거를 알아보고, 열적·전기적·광학적·자기적 성질들을 통해 재료가 다양한 기능을 발현하는 메커니즘을 탐구한다. 각 개념은 수식과 도표보다는 직관적 설명과 구체적 사례를 중심으로 서술되어 있어 복잡한 이론도 쉽게 이해할 수 있다.
타이타닉호의 침몰 원인부터 최신 스마트폰 디스플레이 기술까지, 실생활과 밀접한 사례들을 통해 재료과학의 실용성을 보여준다. 자동차 제조에 사용되는 다양한 금속 재료들, 항공기 엔진의 내열 세라믹 부품들, 의료용 생체적합 고분자 재료들의 선택 기준과 성능을 구체적으로 설명한다. 3D 프린팅 기술과 나노재료, 그래핀과 탄소나노튜브 같은 신소재들이 어떻게 기존 재료의 한계를 뛰어넘는지도 다룬다. 부식과 방식기술, 표면처리 기법들을 통해 재료의 수명을 연장하는 방법들을 알아보고, 복합재료 기술로 여러 재료의 장점을 결합하는 현대적 접근법도 소개한다. 각 사례는 과학적 원리와 연결되어 이론과 실제의 괴리를 줄여준다.
재료 선택의 체계적 방법론과 가공기술의 발전 과정을 통해 독자들이 미래의 공학자나 과학자로서 갖추어야 할 사고방식을 기를 수 있다. 환경 친화적 재료와 재활용 기술, 생체모방 재료와 자가치유 재료 같은 차세대 기술들은 지속가능한 미래를 위한 재료과학의 역할을 보여준다. 양자점과 메타물질 같은 최첨단 신소재들이 열어갈 기술 혁신의 가능성도 전망한다. 각 장은 해당 분야의 미래 전망과 관련 직업군에 대한 정보도 제공하여, 진로를 고민하는 청소년들에게 구체적인 방향을 제시한다. 복잡해 보이는 재료과학의 세계가 실은 우리 일상과 밀접하게 연결되어 있음을 깨닫게 하는 책이다.