석영유리 합성법

전문가 제언

○ 실리카는 지구의 지각 중에 가장 많은 자원이다. 석영은 산소와 규소가 규칙적으로 배열된 것에 비해 석영유리는 산소와 규소가 불규칙적으로 배열되었다. 석영유리는 연화온도가 약 1,650℃로 매우 높아서 고온에서 사용할 수 있고, 열팽창계수가 낮아서 열 충격에도 강하고 화학적 내구성이 높다. 따라서 여러 가지 이화학기구에 사용되기도 한다. 또 자외선 영역 및 가시 영역에서 투과율이 높아서 특수 렌즈나 광통신 섬유에 사용하고 있다.

○ 종래의 광학용 석영유리 제조는 높은 순도의 석영분말을 산소-수소 화염으로 1,700℃ 이상에서 용융하였다. 냉각 시에 급격한 점도변화로 성형이 어려움이 있어 제조비용이 높은 단점이 있다. 따라서 많은 연구는 저온에서 제조할 수 있는 방법으로 졸-겔법을 개발하여 왔다. 이외에 또 SiCl4 혹은 SiH4를 화학 증착법으로 얻은 석영유리도 있다.

○ 1970년 전후부터 유리의 저온 합성법에 대한 연구가 활발하게 되었다. 분말, 섬유, 벌크 및 박막 상태의 유리를 졸-겔법으로 제조하기 시작하였다. 유리를 저온에서 제조하는 편리함도 있지만, 제조공정이 길고 제품의 형태에 따라서 결함도 여러 가지 나타나고 있다.

○ 석영유리를 저온 합성하는 방법은 Tetraethoxysilane을 가수분해하여 Si(OH)4를 얻고 이것을 중합하여 만든 실리카 겔을 소성하여 석영유리를 얻는다. 겔을 건조할 때 액체 방출로 생기는 모세관력 때문에 파괴하는 결함을 초임계 건조방법으로 개선하였다. 이 문헌에서는 겔을 건조하기 전에 원심분리 하여 입자의 크기를 균일하게 하고 초임계 건조함으로 수축을 많이 줄이고 결함이 없는 유리를 얻을 수 있게 되었다.

○ 석영유리는 얇은 막, 섬유, 다공체 혹은 벌크 상태로 이용할 용도가 날로 증가하고 있다. 우리나라에서도 벌크 상태의 대형 석영유리를 제조하려고 노력하고 있다. 또 기공 크기가 균일한 다공체를 얻기를 원하고 있다. 본 연구와 같은 건조 결함방지 방법과 입도 분포가 균일한 겔을 얻는 방법을 참조하면 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

저자

A. I. Puzynin

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

68(9)

잡지명

Glass and Ceramics

과학기술
표준분류

재료

페이지

297~301

분석자

강*호

분석물

• 석영유리 합성법.pdf [328,501 byte]

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