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기능성 결정화유리

전문가 제언: ○ 일반유리의 제조 또는 열처리 시에 발생하는 실투와 달리 적절한 유리조성을 제어된 조건 하에서 열처리하면 유리내부에 미세한 결정의 집합체가 석출되어 결정화유리(glass-ceramics)를 제조할 수 있다. S.D Stookey(미국 Corning사)에 의해 발명된 결정화유리는 모재유리와 달리 유리내부에 석출된 결정에 의해 특정 물성을 나타낸다.

○ 일반적으로 결정화유리는 모재유리와 달리 열적, 전기적, 기계적, 물리?화학적으로 우수한 물성을 가지게 된다. 이러한 특성을 이용하여 결정화유리는 고온재료, 내열재료, 전자?기기재료, 고강도재료, 건축재료, 생체재료 등에 사용되고 있다.

○ 금후에도 새로운 조성영역의 유리 결정화나 분상에 의한 고기능성 유리개발이 기대되고 있다. 이 문헌에서는 결정화유리의 특징, 종류 및 기능성 나노 결정화유리에 대하여 기술하고 있다.

○ 특히 투명 결정화유리는 결정입자의 크기를 나노 크기로 하여 투명성을 확보하고, 여기에 기능성을 부여해 나노 결정화유리를 제조한다. 일반적으로 투명성을 유지하기 위해서는 결정의 크기가 가시광선의 파장보다 작은 0.1㎛ 이하이거나 결정상의 광학적 이방성이 작고, 결정상과 유리상의 굴절률 차이가 작아야 한다.

○ 최근에는 레이저 조사에 의하여 국부적인 영역에 결정상이나 굴절률이 상이한 결정을 석출시키는 연구가 각광을 받고 있다. 레이저 조사에 의한 결정화는 고품질의 결정을 석출시키는 것이 중요하며, 결정크기나 배향을 제어하는 것이 과제이다.

○ 기능성 결정화유리는 예전의 열적 강도특성에서 광학적 특성의 포토닉스, 에너지?환경, 생체재료 등에 사용이 확대되고 있다. 국내에서는 투광성이나 생체재료에 사용되는 결정화유리 연구가 발표되고 있다. 그러나 기타 분야의 연구는 실적이 미비하여 향후 관련분야 연구자들의 관심이 있기를 기대한다.

저자: Takaynki Komatsu
자료유형: 학술정보