희토류 금속 산화물이 마그네슘 알루미노 규산염 유리의 결정화에 미치는 영향

전문가 제언

○ 석영 원료를 높은 온도로 가열하면 녹아서 비정질이 되며 냉각해도 투명한 유리가 된다. 이렇게 순수한 실리카 유리를 만들려면 높은 온도로 가열해야 한다. 원료인 석영에 Li2O, K2O, Na2O와 같은 원료를 첨가하여 함께 녹이면 훨씬 낮은 온도에서 유리를 얻을 수 있다. 그 대표적인 유리가 소다석회유리이다.

 

○ 소다석회유리 표면에 기능성 박막을 입혀서 열처리하면 유리 내의 알칼리 원소가 박막 쪽으로 이동하여 원하는 성능을 방해하는 수가 있다. 유리 안에 일정한 크기의 결정을 생성하여 분산하면 알칼리 확산을 어느 정도 막을 수는 있지만, 유리질 매트릭스 안에는 아직 알칼리 이온이 남아 있어서 완전히 막지는 못한다.

 

○ MgO？Al2O3？SiO2 유리는 알칼리 이온을 함유하지 않으므로 기판으로 사용할 때 알칼리 확산의 우려가 없다. 이 유리는 기계적 강도와 표면 경도가 높고 열팽창계수가 낮은 등 열적 기계적 성질이 훌륭하다. 한편 희토류 금속 산화물은 유리의 열팽창과 기계적 성질 및 화학적 내구성에 영향을 주지 않으면서 융제 역할을 한다고 알려졌다.

 

○ 본 연구에서 25 MgO？12 Al2O3？58 SiO2？3.5 TiO2？1.5 ZrO2(mol%)인 유리에 1mol%의 CeO2와 0.5mol%의 La2O3을 첨가하여 유리의 결정화 거동을 조사하였다. 희토류 금속 산화물인 CeO2와 La2O3을 첨가하면 녹는 온도와 결정화 온도가 낮아졌다. 그러나 투명도는 훨씬 악화하였다.

 

○ 기능이 기대되는 결정화 MgO？Al2O3？SiO2 유리를 얻기 위하여 CeO2와 La2O3을 첨가하였다. 유리를 녹이는 온도와 결정화 온도는 낮아졌으나 투명도가 낮아졌다. 희토류 금속 산화물을 사용하지 않고 투명한 결정화 유리를 얻으려면 유리 조성 중 일부를 조정하여 용융 온도를 낮추는 수단을 취해야 하겠다. 최근 국내에서는 MgO-CaO-Al2O3-SiO2와 같은 조성으로 그 용도를 다양화하고 있다.

저자

Jing Wang, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

419()

잡지명

Journal of non-crystalline solids

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~5

분석자

김*훈

분석물

• 희토류 금속 산화물이 마그네슘 알루미노 규산염유리의 결정화에 미치는 영향.pdf [490,092 byte]

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