한국어
메뉴

유리와 비정질 재료

판유리를 풍랭으로 강화하는(물리 강화) 원리로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A급랭하면 표면에 인장, 내부에 압축 응력이 남고, 내부의 압축이 균열의 진전을 막아 잘 깨지지 않게 한다
  2. B급랭하면 먼저 굳은 표면이 나중에 식으며 수축하는 내부에 끌려 들어가 압축이 되고, 내부는 인장이 된다
  3. C급랭하면 표면만 결정화되어 단단한 결정층이 생기고, 그것이 흠을 막아 잘 깨지지 않게 한다
정답과 해설 보기

정답: B. 급랭하면 먼저 굳은 표면이 나중에 식으며 수축하는 내부에 끌려 들어가 압축이 되고, 내부는 인장이 된다

약 650℃로 가열한 판유리의 양면에 공기를 불어 주면 표면이 먼저 식어 굳습니다. 이때 내부는 아직 무르므로 표면의 수축은 내부의 유동으로 흡수됩니다. 그 뒤 내부가 식어 수축하려고 하면 이미 굳은 표면을 끌어당기므로, 상온에서는 표면에 압축, 내부에 인장 응력이 균형을 이루며 남습니다. 유리의 파괴는 표면의 흠에서 인장으로 시작되므로, 표면의 압축 응력을 웃도는 인장이 걸릴 때까지 깨지지 않으며, 강도는 서랭한 유리의 3~5배 정도가 됩니다. 다만 깨지면 내부에 저장된 변형 에너지로 전체가 잘게 부서지며, 강화 후에는 절단할 수 없습니다. 표면에 인장이 남는다는 기술은 반대이며, 결정화 역시 일어나지 않습니다.

오류 신고

이 분야 풀기 분야 페이지로

유리와 비정질 재료의 다른 문제

  1. 두께 t = 10 mm인 풍랭 강화 유리에서 두께 중앙으로부터의 거리를 y라 하면, 응력이 σ(y) = σc(1 − 12y²/t²)(인장을 양, σc는 중앙의 인장 응력)의 포물선으로 분포한다고 한다. 표면의 압축 응력이 120 MPa일 때, 중앙의 인장 응력 σc와 표면에서 압축층이 끝나는 곳까지의 깊이의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?
  2. 스마트폰의 커버 유리 등에 사용되는 화학 강화(이온 교환에 의한 강화)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
  3. 수 mm 이상의 두께에서도 유리가 되는 벌크 금속 유리를 만들기 쉬운 합금의 조건으로 경험적으로 알려진 조합(이노우에의 경험 법칙)은 무엇인가?
  4. 턴불의 기준에서는 환산 유리 전이 온도 Trg = Tg/Tl(Tg는 유리 전이 온도, Tl은 액상선 온도, 둘 다 절대 온도)이 클수록 융액을 냉각했을 때 유리가 되기 쉽다. 다음 합금 중 이 기준으로 가장 유리가 되기 쉬운 것은 무엇인가?
  5. 구리 주형에 부어 판 모양의 금속 유리를 만든다. 판 중심의 냉각 속도가 판 두께 d의 제곱에 반비례한다고 하고, 두께 1.0 mm일 때의 냉각 속도를 1.0×10³ K/s로 한다. 임계 냉각 속도가 10 K/s인 합금을 유리로 만들 수 있는 최대 판 두께에 가장 가까운 것은 무엇인가?