소식

Oct 25, 2023

열 전처리된 소다의 이중 링 굽힘 시험

날짜: 2022년 8월 8일 작성자: Gregor Schwind, Fabian von Blücher, Michael Drass &

날짜: 2022년 8월 8일

저자: Gregor Schwind, Fabian von Blücher, Michael Drass 및 Jens Schneider

원천: 유리 구조 및 엔지니어링 | https://doi.org/10.1007/s40940-020-00129-3

유리의 강도는 건축 산업에서 유리 부품의 치수를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 여기에서는 지지 조건, 로딩 속도, 상대 습도 등과 같은 매개변수가 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 긁힘에 의한 손상도 유리의 파괴 강도를 결정합니다. 손상 후 열처리는 유리 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 열처리 온도, 특히 유리 전이 온도까지의 상승된 온도와 파괴 응력 사이의 상관 관계는 시편 전처리 및 시험 설정에 대한 여러 가지 접근 방식을 통해 여러 연구자들에 의해 연구되었습니다.

이 논문은 사전 손상된 샘플의 열처리가 파괴 응력에 미치는 영향을 조사하기 위해 샘플의 전처리 프레임워크 내에서 수행된 다양한 예비 조사를 체계적으로 제시합니다. 이를 위해 사전 손상되고 열처리된 소다석회 규산염 유리 시편에 대해 실온에서 이중 링 굽힘 시험을 수행했습니다. 연구의 목적은 강도 시험 전 열처리가 소다석회 규산염 유리의 파괴 강도에 영향을 미치는 정도를 추정하는 것입니다. 열처리 온도, 용광로 내부 샘플의 체류 시간 및 용광로 설계와 같은 매개변수가 고려되었습니다. 결과는 열처리 중 사전 손상이 치유되는 것으로 가정되어 플로트 유리로서 소다석회 규산염 유리의 파괴 응력을 크게 증가시킬 수 있음을 보여줍니다.

플로트 유리의 강도를 결정하는 주요 요인은 유리의 취성 재료 특성으로 인한 긁힘이나 균열과 같은 손상입니다. 플로트 유리 공정 자체, 플로트 공정 후 절단 또는 이후 운송으로 인해 긁힘과 균열이 발생할 수 있습니다. 나중에 건축 산업에서 플로트 유리로 만든 유리 구조물의 치수 측정과 관련하여 계산상 사용 가능한 재료 강도에 대한 이러한 손상의 영향이 반영됩니다. 플로트 유리는 열강화유리에 비해 사용 가능한 굽힘강도가 낮기 때문에 열강화유리판을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 유리의 강화 공정으로 인해 가격이 상승하여 유약 재료비가 상승하게 됩니다.

더 낮은 온도에서 또 다른 처리를 통해 플로트 유리의 강도를 높일 수 있다면 유약용으로 더 많은 플로트 유리를 사용할 수 있습니다. 건축 산업의 또 다른 응용 분야는 유리의 융합 증착 모델링(Seeel et al. 2018a) 또는 간단히 말해서 유리의 3D 프린팅입니다. 프린팅 공정으로 인해 적층 제조된 부품 내에 결함과 보이드가 발생할 수 있습니다(See et al. 2018b). 이러한 결함은 취성 재료의 노치 또는 균열을 나타내며, 이로 인해 응력 피크가 발생하고 유리의 저항이 상대적으로 낮아질 수 있습니다. 현재 연구 상태에 기초하여, 플로트 유리로서 사전 손상된 소다석회 규산염 유리의 강도가 열 강화에 해당하지 않는 열처리를 통해 증가될 수 있는지 여부에 대한 의문이 제기되었습니다.

플로트유리로서 소다석회규산염유리의 열처리는 지금까지 Shinkai 등이 주로 고온(550~725℃)에서 수행해 왔다. (1981), Manns 및 Brückner (1983), Hrma et al. (1988), Holden 및 Frechette (1989), Girard et al. (2011), Doquetet al. (2014), Zaccaria 및 Overend(2016), 더 낮은 온도(300 оC)도 사용되었습니다(Wiederhorn 1969). 일부 조사에서는 열처리 중 습도가 용광로 챔버 내에서 조절되었습니다(Holden and Frechette 1989; Girard et al. 2011). 더욱이, 온도에서 샘플의 체류 시간은 출판물마다 다양했습니다.