[일반화학실험] 유리세공
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![[일반화학실험] 유리세공-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/142/141123-0004.gif)
분야
hwp2.실험목적
3.실험원리
4.실험도구
5.실험방법
6.실험결과
7.고찰
- 주의사항
- 내 생각
유리 세공
- 실험목적
유리의 성질을 이해하고 검증하여 보자.
유리는 완전한 결정형고체가 아니며 녹는점이 명확하지 않는 무정형물 질이다. 따라서 열을 가하며, 쉽게 모양을 변형 시킬 수 있다.
- 실험도구
부탄가스, 토치, 유리관, 라이터
- 실험원리
☉ 유리의 성질
⑴ 기계적 강도: 유리의 기계적 강도는 그 실제적 값이 이론적으로 추정되는 값보다 크게 떨어진다. 그 이유는 유리가 제품화할 때까지의 단계에서, 기계적 강도를 약화시키는 요인이 개입되기 때문이다. 즉 용융한 종초자는 성형한 다음 서서히 냉각과정을 거치게 하여야 함에도 불구하고 일반적으로는 용융한 종초자의 성형 단계에서 급랭이 불가피하며, 따라서 이때, 유리 내부에는 필연적으로 변형(스트레인:strain)이 생기게 되어 이것이 유리의 강도를 약화시키는 원인이 된다.
이때 생긴 변형을 없애기 위해서는 서냉(徐冷:annealing)조작을 해야 한다. 즉 성형품을 서 냉가마에 넣고 변형이 일어나지 않는 상태의 온도 범위, 즉 서 냉온도 범위까지 재차 고온 가열한 다음 그 가마 안에서 서서히 온도를 강하시켜야 한다. 강도를 약화시키는 또 하나의 원인에는 유리 표면에 잠재하고 있는 흠(flaw)이 있는데 매우 작은 흠이라도 기계적 강도에 큰 영향을 미친다. 따라서 유리의 기계적 강도의 측정값에는 금속과 달리 큰 차이가 나타난다. 일반적으로 유리는 인장강도가 작고 압축강도가 크다.
인장강도는 대략 1,000kg/cm2 정도이며, 탄성률은 종류에 따라서 다르지만 대략 강철의 1/3이고, 압축률이 1/4정도이다. 굳기는 모스 굳기로서 다이아몬드를 10이라고 할 때, 5∼6이다. 납유리는 연질이고 붕 규산유리는 경질이다. 석영유리는 7 정도이다.
⑵ 열적 성질: 열팽창은 유리제조상 또는 이용 면에서 매우 중요시한다. 예컨대 금속을 봉입하는 전구나 전자관 등에, 봉입금속에 적합한 열팽창률을 가지는 유리 조성의 선정은 크게 문제시된다. 유리의 내열성이라고 하면 고온 하에서 연화하거나 변형하지 않는 성질 외에, 온도의 급변, 즉 열 충격에 견딜 수 있는 성질을 의미한다. 고온 하에서 연화하지 않고, 온도가 급변하여도 파괴되지 않는 유리를 내열성이 좋다고 한다. 열팽창은 석영유리가 가장 작으며, 알칼리 함유량이 많은 소다석회유리는 크다.
여러 유리 중에서 특히 고온 하에서 연화하지 않는다는 의미에서의 내열성이 높은 유리는 석영유리·붕 규산유리·알루미나규산유리 등이며, 특히 석영유리는 열팽창률이 매우 작으므로 열 충격에도 강하다.
⑶ 전기적 성질: 일반적으로 유리는 상온에서 전기의 절연체로 취급되나 나트륨(소다)이 많은 유리는 전기전도성을 띠게 된다. 일반적으로 저항률은 108∼1018 Ω·cm, 유전율(誘電率) 3.7∼16.5, 내전압 5∼20kV/mm이다. 나트륨 등 알칼리 함량이 많을 때 전기전도성을 띠게 되는 것은 유리 내부의 나트륨이온이 전기장 작용하에서 전하(電荷)를 운반(이온전도)하기 때문이며, 온도가 상승함에 따라 증대하고, 전기저항은 감소한다. 즉, 이때의 유리는 어떤 종류의 전해질용액의 작용을 가지게 되기 때문이다. 따라서 유리에 높은 전기적 절연성을 띠게 하려면 나트륨을 포함하지 않도록 해야 한다. 한편 유리 표면에서의 전기전도는 표면에 붙어 있는 수분이 관계하는데 이것이 표면 누설(漏泄)을 일으키기 쉬우므로 실용상 주의를 요한다.
실험원리에 이 실험의 기구나 필요한 지식들을 많이 조사하고, 더 세부적으로 유리의 성질에 대해 조사 했습니다. 결과 레포트로 많은 도움이 될꺼라 믿습니다.
