유리의 물리적 특성

범용 소다 유리의 점도 대 온도 곡선

점도

점도는 최적화 된 유리 가공을위한 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 따라서 유리의 점도 온도 관계를 아는 것이 중요합니다. 점도 측정은 간단합니다. 힘이 유리 샘플에 적용되고 결과 속도 구배가 측정되며 점도가 계산됩니다.

일반적인 실제 사용을위한 기준점으로 몇 가지 특정 점도가 지정되었습니다.

점도가 2.0dPas 인 융점에서 균일 한 용융물을 얻을 수 있습니다. 작동 점은 용융물이 성형 장치로 전달되는 점도이며 일반적으로 약 4.0dPas입니다. 연화점은 7.6dPas에 해당하는 일반적인 유리 작업 시간 척도에서 유리가 자체 중량으로 변형되는 것을 방지 할 수있는 최소 점도입니다. 작동 점과 연화점 사이의 온도 범위가 작동 범위로 정의됩니다. 유리가 형성된 후, 유리 성형 공정에서 발생하는 내부 응력은 어닐링에 의해 제거되어야합니다. 어닐링 포인트 (13.0dPas)는 응력이 몇 분 내에 실질적으로 완화되는 온도로 정의되는 반면, 변형 점 (14.5dPas)에서는 응력이 몇 시간 내에 해제됩니다.

특성 점도 포인트를 포함하는 소다 석회 유리의 일반적인 점도 온도 곡선이 위의 그림에 나와 있습니다.

실제로 모든 점도 범위 및 / 또는 전체 온도 범위를 측정 할 수있는 단일 분석 방법은 없습니다. 이 범위를 완전히 다루기 위해 세 가지 방법을 사용할 수 있습니다 (아래 그림 참조).

  • 섬유 연신 법은 고점도 범위에 사용됩니다. 섬유의 신장 속도는 다른 온도와 다른 무게를 사용하여 결정됩니다. 점도는 신장 속도에서 계산됩니다.
  • 빔 벤딩 방법은 중간 영역에서 석영 유리의 점도를 측정하는 데 큰 가치가 있음이 입증되었습니다. 빔의 굽힘 속도는 서로 다른 온도에서 서로 다른 가중치를 사용하여 결정됩니다. 점도는 굽힘 속도에서 계산됩니다.
  • 저점도 범위에는 회전 방식이 적용됩니다. 유리로 채워진 컵에 담근 회전 밥의 전단 응력과 전단 속도는 서로 다른 온도에서 측정됩니다. 점도는 전단 응력 및 전단 속도에서 계산됩니다.

정밀도는 2 ° C보다 우수하며 적절한 참조 자료를 사용하여 정확도를 조정합니다. 정확하고 정확한 결과를 실현하기 위해 샘플의 온도 구배를 가능한 한 낮게 유지합니다.

점도 분석을위한 세 가지 보완 방법의 측정 원리 (LVDT : 선형 가변 변위 변환기)

열팽창 거동 및 응력

종종 유리 부품은 최종 제품을 형성하기 위해 다른 유리 또는 완전히 다른 재료 (예 : 금속 또는 세라믹)와 결합되어야합니다. 관련된 재료의 열팽창 거동이 잘 일치하는 것이 매우 중요합니다. 열팽창 계수는 이중 석영 차동 팽창 계를 사용하여 정확하게 측정 할 수 있습니다. 이 실험 설정은 온도의 함수로서 샘플의 신장을 측정합니다. 온도에 따른 팽창 계수의 예가 아래 그림에 나와 있습니다.

또한 유리의 응력은 소위 변형 슬래브 방법을 사용하여 측정 할 수 있습니다. 관심 샘플과 표준 유리는 미리 정의 된 온도 프로그램을 사용하여 함께 밀봉되고 오븐에서 냉각됩니다. 두 유리 사이의 열팽창 차이는 밀봉 영역에 응력을 발생시킵니다. 응력은 편광 현미경으로 광학 복굴절 효과를 측정하여 정량화 할 수 있습니다.

소다 유리의 온도에 따른 팽창 계수

전기 저항

일부 응용 분야에서는 변태 온도 이하의 유리의 특정 전기 저항이 중요합니다. 예를 들어, 고전압 애플리케이션에서는 낮은 누설 전류를 위해 높은 전기 저항이 필요합니다. 온도 함수로서의 비저항 (ρ)의 예가 그림에 나와 있습니다. 비저항은 105 – 1012 Ωcm 범위에서 높은 정밀도와 정확도로 측정 할 수 있습니다.

화면 디스플레이 기준 유리의 온도 함수로서의 비저항 (ρ)

광학 특성

많은 응용 분야에서 유리의 광학적 특성이 중요합니다. 유리 및 완제품의 투과 및 반사 특성은 전체 UV / VIS / NIR / IR 파장 영역 (175 nm – 16000 nm)에서 측정 할 수 있습니다. 파장에 따른 광 투과의 예는 아래와 같습니다.

호박색 유리의 파장에 따른 빛 투과율

전송 측정을 사용하여 Fe를 결정할 수 있습니다.2+/ Fe3+ 유리의 비율과 석영 유리의 물 (β-OH) 농도.

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