'유리'라는 용어는 일반적으로 결정화 단계를 우회하여 액체를 급속 냉각한 결과로 형성된 무정형 재료에 사용됩니다. 구조적 관점에서 유리는 비주기적인 원자 격자를 가진 고체입니다. 규소, 붕소 및 인 산화물, 즉 SiO 2 , B 2 O 3 및 P 4 O 10 및 이들과 다른 산화물(예: 알칼리 금속 및 알칼리 토금속)과의 합금은 유리를 형성하는 능력이 있습니다(비정질 덩어리로 응고하여). . 주요 원소로서 셀레늄, 황, 탄소, 규소, 텔루르, 비소, 게르마늄, 붕소 및 인은 유리 형성 특성을 가지고 있습니다. 앞서 언급한 물질 외에도 폴리스티렌과 같은 일부 고도로 중합된 유기 물질과 글리세린과 같은 수산기를 가진 화합물에서도 동일한 특성이 관찰됩니다.
유리의 성질
이방성 결정체와 달리 유리는 등방성 특성을 가지고 있습니다. 재료가 가열됨에 따라 점차 연화되고 고체와 같은 상태에서 과냉각된 고점도 액체로 설명될 수 있는 상태로 지속적으로 전환됩니다. 이 변형이 관찰되는 온도 범위는 상대적으로 좁으며 유리 변형 범위로 알려져 있습니다. 몇 가지 중요한 변화가 관찰될 수 있습니다. 비열, 굴절률, 열팽창 계수 및 유전율에 급격한 변화가 있습니다. 변형 범위 미만의 온도에서 유리는 단단하고 깨지기 쉽습니다. 온도가 올라감에 따라 더 유동적인 액체가 될 때까지 점점 더 플라스틱이 됩니다. 석영 유리의 변형 범위는 약 1500K인 반면 규산염 유리의 경우 정확한 재료 구성에 따라 온도가 약간 낮아 약 800-1000K입니다.
유리의 성질
석영 유리와 규산염 유리는 모두 결정질 규산염과 유사한 구조를 가지고 있습니다. 그것은 견고한 3차원 구조를 형성하기 위해 연결되는 사면체 SiO 4 그룹으로 구성됩니다. 그러나 차이점 은 정렬된 결정 격자를 가진 결정체와 달리 유리에 존재하는 그룹이 무질서한 방식으로 상호 연결되기 때문에 배열입니다. 유리 시스템은 명백히 안정한 것으로 기술되는데, 이는 평형에 도달하지 않고 결정 상태를 향하는 경향이 있음을 의미합니다. 정상적인 조건에서는 이 과정이 너무 느려서 감지할 수 없습니다. 아주 오래된 안경에서만 관찰할 수 있습니다. 그러나 공정 속도는 유리 등급에 따라 1200-1400K의 더 높은 온도로 증가할 수 있습니다. 눈에 띄는 결정화 후 변화는 특징적인 탁함과 유리의 취성 증가입니다. 유리 덩어리의 가소성은 적절한 가공 온도를 사용하여 자유롭게 변경할 수 있으며, 취입, 압착 등으로 성형할 수 있습니다.
유리 재료의 예
- 소다 석회 유리 12.9%Na2O (소다), 11.6%CaO(석회, 탄산칼슘), 75.5%SiO2 (유리 모래).
- Na 2 O가 K 2 로 대체된 칼륨-칼슘 유리
- 나트륨 및 칼륨 산화물을 모두 포함하는 소다-칼륨-석회 유리.
- Jena 유리 74.5%SiO 2 , 8.5%Al 2 O 3 , 4.6%B 2 O 3 , 7.7%Na 2 O, 3.9%BaO, 0.8%CaO, 0.1%MgO.
규산염 유리
규산염 유리는 가장 일반적으로 사용되는 유형의 유리 로 석영 모래를 소다 Na 2 CO 3 및 석회석 CaCO 3 와 약 100℃의 온도에서 융합하여 생산됩니다. 1800 K. 이러한 조건 덕분에 규소, 나트륨 및 산화칼슘(SiO 2 , Na 2 O i CaO)을 덩어리에 도입할 수 있습니다. 그것의 조성에서 기본적인 유리 형성 산화물은 SiO 2 이며, 그것의 격자는 수정 이온을 개입시키는 중간 이온 치환을 포함하는 소위 규소-산소 결합입니다. 그들은 유리의 특성을 변경하기 위해 추가로 도입된 산화물에서 나옵니다.
유리 염색
전이 금속 산화물 첨가제는 유리를 염색하는 데 사용됩니다. 산화코발트는 청자색, 삼산화이크롬은 녹색, 산화철은 용해로의 조건에 따라 환원성 분위기에서는 녹색, 산화성 분위기에서는 갈색을 띤다. 유리를 붉은 루비 색으로 염색하는 것은 콜로이드로 분산된 금을 사용하여 이루어집니다. 유리 덩어리가 녹고 분해되는 동안 원자 조각으로 금이 방출됩니다. 처음에는 무색이지만 약 100℃의 온도로 재가열한 후에는 무색입니다. 800-900K이고 천천히 냉각되면 루비 레드가 됩니다. 유사한 메커니즘이 노란색 유리를 생산하는 데 사용되지만 금 대신 콜로이드 은이 사용됩니다. 
유리 강화
유리 표면의 품질을 개선하고 균열이나 변위가 없도록 수정하는 것이 가능합니다. 유리 강화 공정에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
- 담금질 재료를 고온으로 가열한 다음 공기 또는 오일에서 냉각합니다. 표면이 내부 레이어보다 더 빨리 냉각되기 때문에 치수가 일치할 수 없습니다. 내부는 표면에 의해 늘어나고 표면은 내부에 의해 압축됩니다.
- 화학적 경화는 담금질과 유사한 효과를 얻을 수 있습니다. 유리는 500 o C에서 12시간 동안 가열된 KNO 3 와 같은 칼륨 양이온을 포함하는 용융 염에 배치됩니다. 확산은 이온이 외부 표면을 늘릴 때 Na + 에서 K + 로 이온 교환을 일으킵니다.
- 유리 라미네이션은 최소 두 개의 유리 층 사이에 폴리머 층을 배치하는 방법입니다. 이것은 두 가지 방법으로 가능합니다. 유리를 폴리머로 압착하거나 액체 폴리머를 유리 층에 부을 수 있습니다.
원료
유리 생산에 필요한 대부분의 물질은 광물성 물질입니다. 여기에는 모래, 석회석, 백운석, 무수석고가 포함됩니다. 그러나 소다와 같은 화학 산업 의 산물인 물질도 사용됩니다. 파유리는 두 가지 범주로 분류됩니다. 즉, 분쇄 후 생산 공정에서 형성되는 파유리입니다. 재처리 및 외부 파유리, 즉 재사용을 위해 세척 및 정련해야 하는 소비 후 재료에 적합합니다.
유리 재활용
핵심 측면은 모든 유리가 재활용 가능한 것은 아니라는 점을 이해하는 것입니다. 파유리는 매우 중요한 2차 원료이지만 다른 원료와 영구적으로 연결된 용기, 세라믹, 유리 렌즈, 내열 유리, 전구, 주사기 등의 재료는 재가공에 적합하지 않습니다. 유리 재활용 은 다단계 프로세스이며 첫 번째 단계는 적절한 폐기물 분류 입니다. 재활용 시설에서 폐기물의 무게를 재고 재처리 적합성을 확인합니다. 다음 단계는 이전에 분리된 재료에서 라벨과 사소한 먼지를 분쇄하고 제거하는 것입니다. 초기 청소 후 폐기물은 색상에 따라 분류되어 유리 작업장으로 운반됩니다. 이러한 시설에서 유리 폐기물은 1200 o C에서 유리 덩어리로 녹고 이로부터 새로운 제품이 형성됩니다. 종이나 플라스틱과 달리 유리 가공은 사실상 끝이 없다는 점이 흥미롭습니다. 재용융 후 유리의 특성은 변하지 않습니다.
