열 및 기계적 응력에 대한 내성을 향상시키기 위해 방지 유리에 어떤 특정한 재료 또는 화학 조성물이 사용됩니까?

기본 유리 구성

기본 유리 조성은 열 및 기계적 특성을 결정하는 데 중요합니다. 방지 유리 . 기본 유리의 일반적인 유형은 다음을 포함합니다.

A. 붕소 유리

• 주요 구성 요소 : 이산화 실리콘 (sio₂), 붕소 트라이 옥스 (B₂O₃).
• 속성 :
  • 낮은 열 팽창 계수 (CTE)는 열 충격에 매우 저항력이 있습니다.
  • 온도 변화에서 우수한 치수 안정성.
  • 실험실 유리 제품, 조리기구 및 산업 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
• 응용 프로그램 : 용광로 창, 자동차 헤드 라이트 및 항공 우주 구성 요소와 같은 고온 환경.

B. 알루미노 실리케이트 유리

• 주요 구성 요소 : 이산화 실리콘 (Sio₂), 알루미늄 산화 알루미늄 (Al₂o₃).
• 속성 :
  • 표준 소다 라임 유리에 비해 높은 기계적 강도 및 흠집.
  • 알루미나의 혼입으로 인한 열 안정성 향상.
  • 종종 이온 교환 공정을 통해 화학적으로 강화됩니다.
• 응용 프로그램 : 스마트 폰 (예 : Corning Gorilla Glass), 건축 글레이징 및 보호 스크린.

C. 소다 라임 유리 (수정)

• 주요 구성 요소 : 이산화 실리콘 (SIO₂), 산화나드 (NAAO), 산화 칼슘 (CAO).
• 수정 :
  • 산화 마그네슘 (MGO) 또는 산화 아연 (ZNO)과 같은 첨가제는 열 및 기계적 성능을 향상시킬 수 있습니다.
  • 템퍼링 또는 라미네이팅 공정은 변형에 대한 저항을 더욱 향상시킵니다.
• 응용 프로그램 : 자동차 앞 유리, 창문 및 일반 목적 글레이징.

열 안정성을 향상시키기위한 첨가제

첨가제는 유리 매트릭스에 통합되어 열 팽창을 줄이고 고온에 대한 저항을 향상시킵니다.

A. 산화 붕소 (b oxo₃)

• 역할 : 실리카 네트워크 구조를 방해하여 CTE를 줄입니다.
• 효과 : 열 충격 저항을 향상시켜 유리가 빠른 온도 변화와 관련된 응용 분야에 이상적입니다.

B. 산화 알루미늄 (Allate)

• 역할 : 유리 네트워크를 강화하고 기계적 내구성을 향상시킵니다.
• 효과 : 긁힘, 굽힘 및 열 응력에 대한 저항을 증가시킵니다.

C. 산화 마그네슘 (MGO) 및 산화 아연 (ZNO)

• 역할 : 열 및 기계적 특성을 향상시키기위한 안정제 역할을합니다.
• 효과 : 특히 알루미노 실리케이션 유리에서 Brittleness를 줄이고 인성을 향상시킵니다.

D. 리튬 산화물 (Li₂o)

• 역할 : 이온 교환을 용이하게하기 위해 화학적으로 강화 된 유리에 사용됩니다.
• 효과 : 표면 압축 및 기계적 강도를 향상시킵니다.

표면 처리 및 코팅

표면 처리 및 코팅은 유리의 방지 특성을 추가로 향상시키기 위해 적용됩니다.

A. 화학적 강화 (ION Exchange)

• 프로세스 : 유리 표면의 나트륨 이온 (Na)은 고온에서 더 큰 칼륨 이온 (K⁺)으로 대체됩니다.
• 효과 : 표면에 압축 응력층을 생성하여 기계적 강도와 변형에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다.

B. 열 템퍼링

• 프로세스 : 유리를 고온으로 가열 한 다음 빠르게 냉각됩니다.
• 효과 : 표면의 압축 응력과 코어의 인장 응력을 유도하여 강도 및 열 충격 저항을 향상시킵니다.

C. 반사 및 저 방사성 코팅

• 재료 : 금속 산화물의 얇은 층 (예 : 주석 산화물, 이산화 티타늄).
• 효과 : 광 반사 및 방사율을 줄이고 광학 선명도와 열 절연성을 향상시킵니다.

복합 및 적층 구조

경우에 따라 방지 유리가 다른 재료와 결합되어 성능을 향상시킵니다.

A. 라미네이트 유리

• 구조 : 인터레이어 (예를 들어, 폴리 비닐 부티랄, PVB)와 결합 된 2 층 이상의 유리 층.
• 효과 : 충격 저항을 향상시키고 산산이 부서지는 것을 방지하여 더 안전하고 내구성이 뛰어납니다.

B. 하이브리드 재료

• 구조 : 폴리머 또는 금속과 결합 된 유리.
• 효과 : 접이식 디스플레이 또는 유연한 전자 제품에 유용한 추가 유연성과 강도를 제공합니다.

고급 제조 기술

고급 기술은 방지 유리의 재료 특성을 개선하는 데 사용됩니다.

A. 나노 구조

• 프로세스 : 나노 입자를 유리 매트릭스에 통합합니다.
• 효과 : 기계적 강도, 열 안정성 및 광학적 특성을 향상시킵니다.

B. 제어 냉각

• 프로세스 : 내부 응력을 완화하기 위해 느린 냉각 (어닐링).
• 효과 : 사용 중에 변형 또는 균열의 위험을 줄입니다.

특수한 방지 안경의 예

A. Pyrex (보로 실리케이트 유리)

• 구성 : ~ 80% sio s, ~ 13% b₂o₃.
• 응용 프로그램 : 실험실 장비, 베이크웨어 및 산업 구성 요소.

B. 코닝 고릴라 유리 (알루미노 실리케이션 유리)

• 구성 : sio₂, al₂o₃, na₂o, mgo.
• 응용 프로그램 : 스마트 폰 화면, 태블릿 및 기타 전자 장치.

C. Schott Robax (투명한 세라믹 유리)

• 구성 : 유리와 세라믹 재료의 조합.
• 응용 프로그램 : 목재 굽기 스토브, 벽난로 및 고온 시청 창.