유리특성측정법에 대해서

유리특성측정법에 대해서

유리특성측정법

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밀도

적절히 선택한 유리편을 공기중과 물속에 잠겨 있는 상태에서 칭량하여 공기중의 질량을 부력(부적)으로 제거하여 구한다(알키메데스법).

유리가 물과 반응하는 경우에는 케로신과 같은 불활성 액체를 선택하여 매체로 이용한다.

측정정밀도는 0.001 g/ml이다.

블록상 유리에 기포가 존재할 경우에는 분쇄한 시료에 대하여 픽노미터를 이용하여 측정한다.

He가스를 치환 매체로 한 픽노미터법에 의한 자동 측정법도 있다.

측정에는 몇 밀리그램 정도의 분말 또는 과립상의 시료로 충분하다.

측정정밀도는 0.002 g/ml이다. 　

고온의 융액 상태에 있는 유리 밀도를 측정하는 대표적인 방법으로는 아르키메데스 2구법이 있다.

크기가 다른 2개의 Pt구를 얇은 금속선으로 매다는 후 유리융액 중에서의 각 무게 차이를 Pt구의 각 부피 차이로 나누어 밀도를 구한다.

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탄성률

유리의 탄성률(영률, 강성율 및 포와송비)의 통상적인 측정법은 다음 3가지 원리로 분류된다. 　　

(1) 응력-변형곡선을 이용하는 방법. 　　

(2) 초음파의 전파에 근거하는 방법입니다. 　　

(3) 단책상 시료의 고유 진동을 측정하는 방법(ASTMC 623-2005)입니다.

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파괴 강도

유리의 강도는 시험시료의 표면상태에 의존한다.

강도는 또한 3점지지굴곡시험, 4점지지굴곡시험(ASTMC158-2007) 및 2축환시험과 같은 시험방법에 밀접하게 관련되어 있다.

시료의 치수, 가중속도 및 시험분위기도 규정해야 한다. 　

다른 종류의 유리를 비교하기 위해서는 가상강도를 측정한다.

강도 측정에 앞서 유리 시료나 제품의 표면 결함 조건을 규격화하거나 제어할 필요상 많은 방법이 사용되고 있습니다.

대표적인 수법으로는 다음의 것이 있다.

엣지부를 마스크로 덮고 측정하는 시료면에 일정한 입도의 건조 탄화규소립을 규정 높이에서 낙하시켜 상처를 입힌다.(ASTMC 158-2007)

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파괴 인성

파괴인성 KIC는 균열 전파 속도가 급속해지는 시점의 임계 응력 확대 계수의 값을 말한다.

파괴인성 측정방법에는 두 가지 방법이 있다. 　

하나는 노치 부착 시료를 사용하는 방법이며, 나머지는 미소압흔이 있는 시료를 사용하는 방법이다.

정적 피로를 나타내는 재료의 시료는 불활성 분위기 중에서 시험한다.

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노치부착시료

측정은 노치부착시료에 가하는 하중을 증대시켜 파괴에 이르게 하는 방법으로 실시한다.

노치의 형상, 힘을 가하는 방법에 따라 여러 가지 방법이 있는데 대표적인 방법으로는 SEPB법이 있다.

이 방법에서는 직방체의 빔 모양 시험편에 한쪽 관통 예열(Singleedge precracked beam)을 도입하고, 3점 굽힘 파괴 시험을 실시하여 파괴 하중이나 예열 길이, 시험편 치수, 지점 간 거리를 이용하여 평면 변형 파괴 인성 KIC를 구한다.(JIS R 1607)

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압입 미세 균열 시료

이 방법은 압자압입에 의해 측정시료에 미소균열을 넣고 이 균열치수에서 KIC를 구하는 방법(IF법)과 파괴기점으로 이용하는 굽힘시험에 의한 방법(IS법)이 있다.

시험시료의 특수 가공이 불필요하고 조작이 간편한 것이 특징이다.

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(a)

IF법(indentation fracture method) 평활한 시료 표면에 비커스 압자를 밀어넣어 압자 압입에 의해 발생한 압흔의 치수와 그 압흔의 네 귀퉁이에서 발생한 균열의 길이로부터 파괴 보성치를 산출하는 간편한 파괴 인성 측정법(JIS R 1607) 이 방법은 압자의 압입에 의해 현저한 고밀도화가 일어나는 유리, 예를 들어 실리카 유리나 방규산 유리에는 적용할 수 없음을 주의할 필요가 있다.

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(b)

IS법(indentation strength inbending method) ISB법이라고도 한다.

평활한 시료 표면에 비커스 압자를 밀어 넣고, 그 압입면에 인장 응력이 발생하도록 구부려 파괴 시험을 실시한다.압입 하중과 굽힘 강도, 영률 및 비커스 경도로부터 잔류 응력을 고려한 반경험식에 의해 파괴 인성을 산출한다.

IS법은 균열 치수를 측정하는 일 없이 간편하게 파괴 증시값을 측정할 수 있다는 장점이 있다.

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열충격 저항

열욕 또는 가열실 내에서 가열한 유리제품 시료를 급속히 냉욕으로 옮겨 파손된 유리제품의 수량을 센다.

열충격 저항의 표시는 다음과 같이 나타내며 목적에 따라 구분한다. 　　

(1) 그 온도차로 전수 파손 없음.　　

(2) 소정의 파손율에 이를 때까지 온도를 구한다.　　

(3) 전수파손의 온도차를 구한다.

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스마트계측기 (smartinst.co.kr)

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