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광학유리의 소량 생산용 유리용기

전문가 제언: ○ 본고에서는 러시아의 LZOS라는 광학유리 제조회사에 공급되는 3개회사의 도가니에 대한 조성분석, 열처리 전, 후의 미세구조, 열팽창 측정, 가열-냉각 사이클에 대해 견디는 전환 능력(convertibility) 등을 비교하여 어떤 도가니가 광학유리용으로 좋은가를 검토한 것이다.

○ 광학유리를 만들기 위해서는 순수한 석영유리로 된 도가니가 좋으나 분석결과 메타 크리스토발라이트, 트리디마이트, 의규회석 등이 여러 형태로 함유되어 있어 온도변화에 따라 SiO2 다형 상변화 때문에 급격한 선 및 체적변화가 일어나 용기의 파손을 가져 온다. 특히 석영과 크리스토발라이트의 저온-고온 상변화의 경우는 급격한 체적변화를 일으킨다. 이것을 방지하기위해 광화제로 Li2CO3, K2CO3, Na2SiO3 등을 사용하기도 한다. 트리디마이드의 경우는 160℃와 105℃의 저온 형이 존재하여 선팽창이 부드럽게 일어나 도가니성분 중 트리디마이트를 많이 함유한 도가니가 열 충격 저항이 좋을 것이다.

○ 1500℃에서도 용해되지 않는 점토를 내화점토라고 하며 순수 고령토는 내화도가 1800℃나 된다. 1600℃가 넘는 고온용 도가니로는 강옥이나 멀라이트-강옥, 규선석과 같이 알루미나성분이 많이 함유된 내화점토를 사용하는 것이 바람직하다. 내화점토 내에 알루미나성분이 높을수록, 염기성분이 작을수록 내화도가 높아진다.

○ 다형 상변화가 큰 균열로 진행되지 않도록 미세균열이 생긴 곳에 유리질로 채워진 치밀한 구조를 갖도록 하거나 틈새에 기공이 축적되도록 하는 미세구조의 조절이 필요하다.

○ 국내 광학용 도가니 제조회사는 하나테크산업과 같이 SiC도가니나 알루미나 도가니를, 영신쿼츠와 같이 석영유리 도가니를 만들거나 금속 분말 야금과 함께 도가니를 만드는 중소기업체가 있다. 국내에서는 고급 광학유리의 수요가 작아 광학유리용 도가니제조에 대한 연구가 부족한 현상이다.

저자: E. Yu. Krekhova, et al
자료유형: 니즈학술정보