유리의 화학강화

전문가 제언

○ 화학강화 유리의 발생응력이 이론값보다 작은 이유는 이온교환 후 유리의 몰 체적이 용융하여 얻어진 유리만큼 크지 않고 응력의 발생과 동시에 응력완화가 일어나기 때문이다. 이온교환은 온도가 높을수록 빨리 진행되나 동시에 응력의 완화도 빨리 진행된다. 온도가 높으면 이온교환시간은 짧아지나 유리의 강도도 낮아진다. 처리온도 및 시간에 따른 유리의 점도 및 밀도 변화를 통해 응력완화 현상을 이해하여야 한다.

 

○ 유리 점도는 온도가 높을수록 낮아지므로 고온일수록 밀도변화는 급속이 일어나려고 한다. 그러나 고온일수록 평형밀도가 작으므로 평형 값을 얻기 쉬운 고온일수록 밀도의 증가량은 작아진다. 따라서 유리의 밀도는 어떤 온도에서 극대 값을 나타낸다. 즉, 처리(？이온교환)시간이 길어질수록 또 처리온도가 낮을수록 밀도(？강도)의 최대값은 커진다.

 

○ 화학강화용 유리성분들은 주로 SiO2, Al2O3, Na2O, K2O, P2O5, MgO, ZnO 등이 있으나 각 성분들이 유리의 스트레인 점, 융점, 탄성률, 이온교환능, 점성, 실투 및 결정화, 압축응력 값, 압축응력 층의 두께, 착색 등에 미치는 영향을 검토하여 그 양을 조절하여야 한다.

 

○ 화학강화 유리의 세계적 제조업체는 아사히 글래스와 코닝이 있으며 스마트폰, 태블릿 PC, TV 등 전자기기용 커버유리의 급격한 수요증가에 따라 Dragontrail, Gorilla glass를 각각 출시하고 있다. 이들 화학강화유리용 원판 유리는 플로트공법으로 만든 후 HF, HCl 등으로 부식시켜 단면의 크랙을 제거하여 표면조도(Ra<1nm)를 낮춘다. 400~550℃의 KNO3 용융염 중에서 4~8시간 이온교환 시키면 일반 소다-석회유리에 비해 굽힘 강도가 약 6배, 표면 강도는 약 8배가 된다.

 

○ 화학 강화유리는 반도체, 디스플레이, 태양전지, 휴대폰과 같은 핵심 소재의 발전에 필수적이다. 국내 생산업체는 대승 소재, 인텍, 엘씨디텍 등 중소기업들이다. 터치기술이 적용되는 각종 커버유리 표면에 항균효과 등의 특수 처리기술과 원가절감을 위해서는 소다석회유리에 대한 화학강화기술에 대한 연구가 필요하다고 본다.

저자

Yukihito Nagashima

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

64(8)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

434~438

분석자

김*호

분석물

• 유리의 화학강화.pdf [346,829 byte]

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