내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

소다석회 판유리의 나트륨/칼륨 이온교환: 이온교환된 층의 기계적 강도, 경도, 응력 프로파일 및 두께

전문가 제언: ○ 유리의 파괴는 가해진 힘이 유리 표면의 미소한 흠에 인장응력으로 작용하여 흠이 성장하여 일어나는 경우가 많다. 따라서 유리 표면에 미리 압축응력 층을 형성하여 인장응력을 없애 강도를 증대시키고 있다. 이런 방법 중 이온교환법 즉, 화학강화법이 있으며 이온교환 온도가 스트레인 점보다 낮은 것을 저온법, 높은 것을 고온법이라고 하나 경제적 이유로 저온 이온교환법이 상용되고 있다.

○ 화학강화는 휴대폰, 터치패널, 시계의 커버글라스와 같은 얇은 유리의 강화에 사용된다. 500℃정도에서의 화학강화는 유리의 형태에 제한이 없고 처리 후 제품은 절단가공이 가능, 표면경도가 높고 강도는 일반유리의 9배 수준, 내열성이 열 강화유리보다 높고 자연폭발이 없고 이온교환 후 뒤틀림이 없어 광 투과성이 우수한 장점들이 있다.

○ 본고에서는 소다-석회-규산 판유리의 나트륨이온을 이온교환 온도 및 시간을 변화시키면서 이온교환 된 유리의 굽힘 강도, 미세경도 및 잔류 압축응력의 프로파일을 검토한 결과 각 성질에 대한 상관관계가 설명하기 힘들었다. 그 이유는 유리 표면에 존재하는 흠의 깊이가 최대 20㎛정도이므로 이온교환에 의한 압축응력 층의 깊이는 그 이상이 되어야 한다는 것과 유리는 가열될 때 그 온도에 해당되는 평형밀도로 변화하려고 수축하나 이 경향은 유리조직의 점성저항을 받는다. 고온일수록 밀도변화는 급속히 일어나나 유리의 평형밀도는 고온일수록 작으므로 밀도의 증가량은 작아진다. 이와 같이 시간과 온도에 따라 점성에 의한 유리구조 변화의 느린 완화현상이 생겨 성질이 다르게 나타난다.

○ 공업적으로 대량생산되고 있는 화학 강화유리는 코닝의 고릴라유리로 원 유리는 알루미노규산염으로 일반 유리의 6.5배의 강도를 갖고 있다. 독일의 쇼트에서는 칩패키징과 인터포저용으로 초박막 이온교환유리를 사용하고 있다. 국내에서는 삼성테크노글라스, TSG 등과 같은 중견기업들이 화학 강화유리를 생산하고 있어 이온교환용 원유리의 대량 생산이 필요하다. 소다석회유리의 나트륨을 은으로 치환한 살균유리, 투명 방탄소재용 붕소규산유리 등 그 이용범위가 확대되고 있다.

저자: Marek Patschger and Christian Russel
자료유형: 니즈학술정보