ガラスと非晶質材料

あるソーダ石灰ガラスの粘度η(Pa·s)が、VFT式 log₁₀η = A + B/(T − T₀)(A = −2.5、B = 4300 K、T₀ = 520 K)で表されるとする。粘度が10¹² Pa·s(徐冷点の目安で、ガラス転移温度に近い)になる温度はどれに最も近いか。

  1. A約817 K
  2. B約878 K
  3. C約297 K
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正解:A. 約817 K

log₁₀η = 12 とおくと、T − T₀ = B/(12 − A) = 4300/14.5 ≈ 297 K なので、T ≈ 520 + 297 = 817 K(約543℃)です。VFT式は、T₀に近づくと粘度が発散するように急に上がる形で、アレニウス型より強い温度依存を表せます。約878 KはAを無視して B/12 とした値、約297 KはT₀を足し忘れた値です。ガラスの加工では、粘度が約10³ Pa·sの作業点で成形し、約10¹² Pa·sの徐冷点付近に保ってから、ひずみ点(約3×10¹³ Pa·s)より下までゆっくり冷やして残留応力を除きます。粘度の温度変化を知ることは、成形と徐冷の条件を決める基本になります。

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