강화 유리의 뜻과 개념을 알기 쉽게 해설

강화 유리의 뜻

가열한 판유리를 공기로 급랭해 표면에 압축, 내부에 인장 응력을 남겨 강하게 만든 유리. 깨지면 잘게 부서진다.

일본어 명칭: 強化ガラス

‘강화 유리’ 관련 연습 문제는 1개 분야에 1문제가 있습니다(유리와 비정질 재료 등).

강화 유리 연습 문제에 도전

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?

A약 120 MPa, 약 2.1 mm
B약 60 MPa, 약 2.1 mm
C약 60 MPa, 약 2.9 mm

정답과 해설 보기

정답: B. 약 60 MPa, 약 2.1 mm

표면 y = t/2에서는 σ = σc(1 − 3) = −2σc이므로, 2σc = 120 MPa에서 σc = 60 MPa입니다. 응력이 0이 되는 것은 12y²/t² = 1, 즉 y = t/√12 ≈ 2.89 mm인 곳이며, 표면으로부터의 깊이는 5.0 − 2.89 ≈ 2.1 mm(두께의 약 21%)입니다. 이 분포는 두께 방향으로 응력을 합하면 0이 되는 힘의 평형을 만족합니다. 약 2.9 mm는 중앙에서 잰 거리를 그대로 표면으로부터의 깊이로 한 값입니다. 중앙의 인장을 표면의 압축과 같은 120 MPa로 하는 조합은 힘의 평형을 만족하지 않습니다. 표면의 압축이 중앙 인장의 약 2배이고 압축층이 두께의 약 5분의 1이 되는 것이 풍랭 강화의 기준입니다.

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‘강화 유리’ 관련 문제(1문제)

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