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문제 정의
- 본 연구에서는 이와 같은 유리 구조 연구결과를 토대로 하여 4성분 NaBAlSi 유리들의 굴절를(refractive index)과 vicker's 경도(hardness) 의 방법을 이용하여 유리 내부구조의 변화에 따른 굴절률과 경도의 변화를 조사하였다.
제안 방법
- 4성분 Na2O-B2O3-Al2O3-SiO2 유리들의 구조 결과昌 토대로 유리들의 굴절률(refr&dive index)과 vicker's 경도 (hardness)의 기구(mechanism)를 연구하여 유리 내부구조의 변화에 따른 굴절률과 경도의 변화롤 조사하였다. 먼저.
- 4성분 Na2O-B2OrAl2O3-SiO2 유리들의 구조를 굴절률의 변화로부터 규명하고자 Abbe 굴절계를 사용하여 굴절률을 측정하여 파장 430.8 nm, 527.0 nm. 그리고 687.
- 4성분 xNa2O-yB2O3-z(AbO3+Si02)유리들을 R(드x/y)과 K(云z/y) 방법에 의해 제작하기 위하여 각각의 시약의 양을 전기천칭올 이용하여 UTW까지 정확히 평량 하였다. 평량된 시약들을 잘 섞어 백금도가니에 넣고 1.
- 0nm를 광원으로 이용하여 상온에서 10회씩 측정하여 평균값을 이용하였다. 경도(hardness)는 vicker's indenter를 갖는 Zwick 3270 미세경도 측정기를 사용하여 측정하였으며. 시료 표면의 이물질을 제거하기 위하여 10% HF 수용액에 30초 동안 담근 뒤 모든 시료에 대해 하중은 4.
- 경도(hardness)는 vicker's indenter를 갖는 Zwick 3270 미세경도 측정기를 사용하여 측정하였으며. 시료 표면의 이물질을 제거하기 위하여 10% HF 수용액에 30초 동안 담근 뒤 모든 시료에 대해 하중은 4.9N과 하중시간은 30초로 고정하였으며 각 시료마다 200배 현미경으로 혼적(indentation)을 10회씩 상온에서 측정하였다.
- 250*C 의 siliconite 전기로 안에서 기포가 완전히 제거될 때까지 약 2시간 동안 잘 용융 시켰다. 잘 용응된 액상을 황동판 위에 붓고 다른 황동블록으로 신속히 덮어 급냉시켜 유리 시료들올 제작하였다. 측정용 시료는 bulk로 제작하였으며, 급냉시 유리시료 내부에 생긴 응력(stress)윪 제거하기 위하여 72시간동안 250'C의 전기오븐에서 열처리 (annealing) 하였다.
- 잘 용응된 액상을 황동판 위에 붓고 다른 황동블록으로 신속히 덮어 급냉시켜 유리 시료들올 제작하였다. 측정용 시료는 bulk로 제작하였으며, 급냉시 유리시료 내부에 생긴 응력(stress)윪 제거하기 위하여 72시간동안 250'C의 전기오븐에서 열처리 (annealing) 하였다. 모든 시료는 직경 10 mm.
데이터처리
- 3 nm. 그리고 687.0nm를 광원으로 이용하여 상온에서 10회씩 측정하여 평균값을 이용하였다. 경도(hardness)는 vicker's indenter를 갖는 Zwick 3270 미세경도 측정기를 사용하여 측정하였으며.
성능/효과
- 5. 0.7 그리고 0.9의 유리들의 경우 파창의 변화에 따라 굴절를의 변화롤 보여준 결과로 파장의 증가에 따라 전형적인 굴절置의 감소를 확인할 수 있었다.
- 7인 유리들의 경도의 변화가 선형적으로 감소하는 것은 KazO로부터 도입된 산소에 의해 3배위 구조인 A103 단위들이 4배위 구조인 B04 단위들 보다 우선적으로 4배위 구조인 A10.I 단위들로 모두 전환되고, 4 배위 구조인 SiO4 단위들이 하나의 비가교 산소를 배 위하는 SiO; 단위들의 형성이 하나의 비가교 산소를 배위하는 B03' 단위들 보다 우선적이므로 K의 증가에 따라 경도가 감소되어지므로서 K의 증가에 따라 경도가 선형적으로 감소함을 알 수 있었다. 이와 같은 결과들로 부터 경도의 중가는 비교적 안정적인 구조인 4배위 구조・ BQ 단위 수에 의존하며.
- 4성분 NazO-BQs-AlzQrSiO? 유리들의 경도는 395 Hv~649 Hv 값을 가졌다. 경도의 중가는 유리 망목구조에 형성되어지는 안정적 구조인 B04 단위 수에 의존하였으며, 경도의 감소는 유리 망목구조를 개방화시키는 BOf 단위 수와 SiO「단위 수에 의존하여 감소함을 알 수 있었다.
- 소듐 산화물(、旭20)의 증가에 따라 굴절률의 중가는 유리 내부구조의 분극률을 중가시키는 Na+ 양이온 수의 중가에 우선적으로 의존하여 중가하였으며 적은 양의 소듐 산화물이 첨가된 영역에서는 굴절률은 소듐 이온 양에 의존하며 많은 양의 소듐 산화물이 첨가된 영역에서는 큰 몰 부피를 갖는 단위들의 형성으로 유리 구조의 몰 부피 중가로 유리들의 굴절률의 중가가 둔화됨을 알 수 있었다. 그리고 알루미늄 산화물(AI2O3)과 규소 산화물(SiG)의 중가에 따라 굴절률의 감소는 AI2O3와 SiG에 의해 형성되어진 A104 단위들과 SiO; 단위들이 붕소 산화물(B2O3) 에 의해 령성되어진 bo4 단위들보다 몰 부피의 중가로 감소됨을 알 수 있었다. 4성분 NazO-BQs-AlzQrSiO? 유리들의 경도는 395 Hv~649 Hv 값을 가졌다.
- Scholze。징는 유러 의 굴절률의 변화는 유리 내부의 분극률(P이arizability)에 크게 의존하여 상대적으로 변화된다고 보고하였다. 그림 1은 R의 중가 즉, Na2O 양의 증가에 따라 굴절률은 모든 파장에서 증가하는 것은 Na* 양이온 수의 중가로 유리 내부구조에 분극률이 죵가하여 굴절률이 종가하며, NazO 양의 규칙적인 중가에도 불구하고 굴절를 증가의 기울기가 감소하는 것은 굴절률의 변화가 분극률 뿐만 아니라 유리 망목구조의 변화에 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. Iwamoto"이에 의하면 큰 분극률과 적은 몰 부피(molar volume)는 굴절률을 중가시키며 그 내부구조는 조밀(dense)하다고 보고 하였다.
- 먼저. 소듐 산화물(、旭20)의 증가에 따라 굴절률의 중가는 유리 내부구조의 분극률을 중가시키는 Na+ 양이온 수의 중가에 우선적으로 의존하여 중가하였으며 적은 양의 소듐 산화물이 첨가된 영역에서는 굴절률은 소듐 이온 양에 의존하며 많은 양의 소듐 산화물이 첨가된 영역에서는 큰 몰 부피를 갖는 단위들의 형성으로 유리 구조의 몰 부피 중가로 유리들의 굴절률의 중가가 둔화됨을 알 수 있었다. 그리고 알루미늄 산화물(AI2O3)과 규소 산화물(SiG)의 중가에 따라 굴절률의 감소는 AI2O3와 SiG에 의해 형성되어진 A104 단위들과 SiO; 단위들이 붕소 산화물(B2O3) 에 의해 령성되어진 bo4 단위들보다 몰 부피의 중가로 감소됨을 알 수 있었다.
- 그러므로 규칙적인 日의 중가 즉, Na2O 양의 중가에 따라 굴절블 중가의 기울기가 감소하는 것은 N&2로부터 도입된 산소에 의해 붕소 망목구조의 변화 즉. 안정적인 4배위 구조인 BO4 단위 수의 감소에 따른 하나의 비가교 산소를 갖는 비대칭적 3배위 단위 구조인 B0; 단위 수의 중가로 유리 내부구조가 좀더 완화(relaxation)되어 상대적으로 큰 을 부피를 갖게 됨으로 굴절률 중가의 기울기가 감소됨을 알 수 있었다,
- 6 근처에서 춰대 값을 갖고 감소한다. 이 결과는 NaQ로부터 도입된 산소에 의해 3배위 구조인 BO3 단위들이 4배위 단위구조인 BO4 단위구조들로 전환되어 흐소 원자간의 평균거리가 감소되기 때문에 유리 망목구조가 안정화网되어 경도는 중가되어지 며, &政(경도가 최대인 R) 이상의 R에서 경도가 감소하는 것은 4배 위 구조인 BO4 단위 수의 감소와 붕소 원자간의 평균거리가 중가한 하나의 비가교 산소를 배위하는 3배위 구조인 BO3' 단위 수의 급격한 중가로 유리 망목구조가 개방화 硼되어 경도가 감소되어짐을 알 수 있었다. 그리고 k의 중가에 따라 R= 0.
- 1 产 Alpha)을 사용하여 미세 연마하였다. 이렇게 얻어진 모든 시료들의 결정성 여부를 확인하기 위하여 X-선 회절 실험을 통하여 유리질임을 확인하였다
- 7인 경우 K의 변화에 따른 굴절률의 변화를 보여주며 K의 중가 즉, A12O3 + SiOz 양의 증가에 따라 굴절률이 적게 감소함을 보여준다. 이와 같은 결과는 알루미늄 산화물(AI2O3)과 규소 산화물(SiO?)은 이온 상태로 존재하지 않으며, 도입되는 N电0의 산소에 의해 3배위 구조인 AI03 단위들이 4배위 구조인 A104 단위들로 또한, 4배위 구조인 SiO4 단위들이 하나의 비가교 산소를 배위하는 SiOf 단위들로 전환되어 유리 내부구조의 몰 부피가 증가함으로서 굴절률이 감소함을 알 수 있었다. 그림 3은 K = 0.
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