유리의 기계적 화학적 특성과 유리섬유와 조광유리의 특성

소개

유리의 전반적인 기계적인 특성과 점도의 특성 및 측정방법에 대하여 논하였다.
유리섬유와 조광유리에 관하여 설명하였다.

목차

1. 유리의 기계적 특성․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․1
2. 유리섬유(장섬유, 단섬유)․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․․3
3. 조광유리․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․8
4. 유리의 점도특성과 측정방법․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ 10

본문내용

유리의 기계적 특성에 대해 논하시오.
대부분의 요업체는 취성(brittle)파괴가 일어나는데, 이것은 소성변형이 전혀 없거나 거의 없는 상태에서 파괴가 일어나기 때문이다. 유리와 같은 비정질배료는 연화온도보다 낮은 온도에서 항상 취성을 가지며 파괴표면의 형태는 패각(concoidal)상을 하고 있다. 또한 유리 전이점 부근의 유리형성 용융체 (Glass Forming Liquids)나 고온에서의 다결정 재료를 여러 용도로 응용하는 경우 탄성율은 일정한 값으로 볼 수 없고 시간에 따라서 변한다. 이러한 거동을 점탄성(anelastic or visco-elastic)이라고 하며, 그 변형의 특징은 응력이 제거되면 서서히 복원되는 현상을 갖는다.
상온 하에서 유리는 Hook법칙을 따르므로 이것은 유리가 상온에서 탄성체이고 Young`s modulus로 표시될 수 있음을 시사한다. 공식에 따라 일정한 인장응력 하에서는 유리의 신장율이 작을수록 Young 율은 커진다. 이러한 조건은 유리의 구조가 강할 경우, 즉 가능한한 비가교산소가 적을 경우이다. 알칼리 산화물을 첨가하면 비가교산소 이온이 형성되어 유리구조가 약화되는데, 동량의 알칼리 산화물의 경우 유리구조의 강도는 알칼리 양이온의 이온장세기에 따라 변한다.
유리의 강도는 각 성분간의 결합세기에 의하여 결정되지만 이것은 어떤 형태로든 결함이 존재하지 않을 경우에만 한정하며, 이 때의 강도를 이론강도라고 한다. 실제 이론강도 란 물체를 단면적 전체에 걸쳐 동시에 분리하여 두 부분으로 나누는데 필요한 응력이다. Griffith의 공식으로부터 강도계산을 하면 다음과 같다.
여기서 균열길이 은 원자간격(atomic distance) a로 대체되며, 위 식에 의한 유리의 이론강도는 대략 1~3*1010N/m2에 달한다. 위 식에 다음 평균값을 대압하면, Young 율 E=7*1010N/m2, 표면에너지 r=0.3N/m와 원자간격 l=1.6*10-10m, 이론강도값 는 1.29*1010N/m2가 되는데 이는 Young 율의 약 1/5에 달한다. 대략적으로 유리의 이론강도는 young 율의 1/10~1/5에 해당한다고 할 수 있으나 실제강도는 이보다 훨씬 낮고 대체적으로 인장강도 또는 전단강도로써 표시되며 대략 5*107 내지 20*107N/m2이다.

참고자료

· 없음