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4-3. 모세관 현상
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모세관 현상이란 액체가 젖음 현상에 의해 가는 관 (모세관)이나 좁은 틈새로 침투하는 것을 말한다 (그림 1-23.a 참조). 모세관 현상은 용융된 용가재가 접합부 틈새에 침투하여 상승하는데 절대적인 영향을 미친다. 브레이징을 성공적으로 수행하기 위해서는 용융된 용가재가 모세관 틈새로 잘 침투하여야 한다. 모세관 현상은 틈새뿐 아니라 금속표면의 미세한 연마선을 따라서도 일어난다.
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| 모세관 침투를 유발하는 힘은 모세관 압력이다. 모세관 압력 는 액체의 표면장력 및 용융된 액체 매니스커스의 2개의 주곡률 반경 및 와 아래와 같은 라플라스 식으로 표현될 수 있다. |
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생산현장에서 많이 사용하는 대기 중에서의 모세관 상승을 생각해 보기로 하자. 액체가 담긴 용기에 모세관을 세운 경우, 용기의 액체표면을 기준면으로 하면 여기에 가해지는 압력은 대기압 ㎩ 뿐이다. 모세관 상승높이를 h 라고 하면, 매니스커스에는 모세관 압력 Pc 대기압 ㎩ 및 정수압 pgh가 가해진다. 모세관 침투는 용기 액면의 압력 (대기압) ㎩와 매니스커스면의 압력 가 같아질 때까지 진행된다.
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| 즉 |
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가 되므로, 가 될 때까지 상승된다.
진공 중에서는  가 0 이 되므로, 모세관 상승높이h는 대기 중과 동일하다.
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일반적으로 모세관 현상은 단시간에 일어나며, 모세관 현상이 일어나기 양호한 상태에서는 틈새의 간격이 약 0.2mm 일 경우, 용융된 용가재는 2초에 약 3-4cm 정도 침투할 수 있다. 모세관 현상이 잘 일어나기 위해서는 틈 새 간격이 중요하며, 보통 0.05-0.3mm가 적당하다. 그림 1-23.b는 은납이 평행한 두 철판 사이로 모세관 상승하는 것 을 보인 것이다. 그림의 숫자는 시간 (초)를 의미한다.
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용가재의 종류나 모재간의 간격 등 실용적인 면을 고려하면, 모세관 현상에 의한 용융 용가재의 상승 높이는 다음의 식에 의해 이론적으로 구할 수 있다.
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그림 1-24)는 브레이징 접합부를 모식적으로 나타낸 것으로, 젖음현상과 모세관 현상이 함께 작용하여 접합부 틈새로 용융된 용가재가 침투되는 것을 보인 것이다.
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