유리와 비정질 재료

어떤 소다석회 유리의 점도 η(Pa·s)가 VFT 식 log₁₀η = A + B/(T − T₀)(A = −2.5, B = 4300 K, T₀ = 520 K)로 나타난다고 한다. 점도가 10¹² Pa·s(서랭점의 기준으로, 유리 전이 온도에 가까움)가 되는 온도에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 817 K
  2. B약 878 K
  3. C약 297 K
정답과 해설 보기

정답: A. 약 817 K

log₁₀η = 12로 놓으면 T − T₀ = B/(12 − A) = 4300/14.5 ≈ 297 K이므로, T ≈ 520 + 297 = 817 K(약 543℃)입니다. VFT 식은 T₀에 가까워지면 점도가 발산하듯이 급격히 올라가는 형태로, 아레니우스형보다 강한 온도 의존성을 나타낼 수 있습니다. 약 878 K는 A를 무시하고 B/12로 한 값이고, 약 297 K는 T₀를 더하는 것을 잊은 값입니다. 유리 가공에서는 점도가 약 10³ Pa·s인 작업점에서 성형하고, 약 10¹² Pa·s인 서랭점 부근에서 유지한 뒤, 변형점(약 3×10¹³ Pa·s)보다 아래까지 천천히 냉각하여 잔류 응력을 제거합니다. 점도의 온도 변화를 아는 것은 성형과 서랭 조건을 정하는 기본이 됩니다.

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