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인산염유리를 사용한 광학부품

전문가 제언: ○ 인산유리는 광학적 성질이 특이하여, 특수 광학유리나 열선 흡수유리로 이용되고 있다. 유리의 물성은 산화물 성분의 조성과 제조방법에 따라서 광범위하게 변화하고 조절된다. 어떠한 유리에서도 화학적, 광학적, 열적성질이 개별적으로 나타나는 것이 아니라 이들 물성의 조합에 의하여 나타난다. 최근에는 이러한 물성은 제조하기 전에 미리 컴퓨터로 시뮬레이션을 하여 실험할 수 있다.

○ 열선 흡수유리는 일반적으로 건물, 자동차유리나 수술용 등 열차단에 사용되고 있으며, 가시광 영역의 입사광에 대하여 높은 투과율을 나타내어 투명한 상태를 보인다. 한편 열을 함유하고 있는 적외선 영역에서는 흡수율이 높아서 열의 투과를 차단한다.

○ 인산유리는 유리의 조성에서 보면 제조가 용이할 것 같으나 전문가가 검토하면 어렵다는 것을 쉽게 알 수 있다. 예로 열선 흡수유리는 중요한 성분이 인산과 철분이다. 인산은 비금속으로 유리제조 시에 어느 정도 휘발되므로 배치 제조에서 미리 소성하여 휘발을 적게 하거나 일정하게 유지하여야 한다.

○ 철분은 최종 유리에서 2가인 산화제1철로 되는 성분 비율이 높아야 하나, 용해 과정에서 산화2철로 쉽게 산화되며, 이 경우 열선 흡수 능력이 떨어지고 갈색을 띠게 되어 투광성도 떨어지므로 용해로와 유리를 적절한 환원 분위기로 제어하여야 하는 것이 중요한 열쇠이다.

○ 유리 용해 시에 산화나 환원을 많이 시켜야 하는 경우, 유리의 균질화와 기포제거가 어렵게 된다. 따라서 실 생산에서는 이러한 문제가 항시 발생하므로 오래 동안의 경험과 노하우가 필요하게 된다.

○ 인산유리는 실제 양은 적으나 광학유리, 레이저유리, 필터, 열선흡수 유리, 형광체유리 등 여러 가지 분야에 이용되고 있다. 그러나 특별한 분야의 연구를 제외하고는 수요와 생산량 관계로 국내에서는 거의 생산이 없다. 향후 특수 분야의 유리 생산에는 관련 기술자들의 관심이 있기를 기대한다.

저자: Toshihiko Einishi
자료유형: 학술정보