강화유리 내열유리 세라믹유리

[희망심기]

 1. 내열 유리

내열 유리는 미국 코닝사에서 상품화 하면서 붙인 브랜드 이름인 'Pyrex'가 유명하기 때문에 보통 파이렉스라고도 부릅니다. 파이렉스는 SiO₂-CaO-Na₂O 가 주성분인 일반 규산염 유리와 달리 산화붕소 B₂O₃ 를 다량 포함한 붕규산유리입니다. 보통 유리는 1,400∼1,500 ℃에서 유리화하지만, 이 종류의 붕규산유리는 1,600 ℃에 가까운 온도가 아니면 유리화하지 않기 때문에 용해기술은 매우 어렵습니다. 유리 중에는 거의 순수한 SiO₂ 로 이루어진 석영유리가 가장 높은 기계적 강도와 화학적 내구성, 낮은 열팽창율을 가지고 있습니다. 그러나 석영유리는 1,950 ℃ 이상의 아주 높은 유리화 온도를 가지기 때문에 제조 단가가 높아서 실용성이 매우 떨어집니다. 한편 붕규산유리는 석영유리보다는 다소 떨어지지만 일반 유리보다는 월등하게 높은 기계적 강도와 화학적 내구성, 낮은 열팽창률을 가지면서 석영유리보다 대량생산 하는데에 훨씬 유리하기 때문에 주방기기는 물론 실험실용 유리제품에도 많이 응용되고 있습니다. 파이렉스가 주방기기로 사용될 수 있는 가장 중요한 특징은 낮은 열팽창계수 입니다. 일반 유리의 열팽창계수는 보통 9.0X10^-6 /℃(온도 1℃ 당 전체 길이의 0.0009 % 증가) 정도 이지만 파이렉스는 약 0.7X10^-6 /℃, 석영유리는 약 0.5X10^-6 /℃ 정도로 매우 낮기 때문에 큰 온도차에 의한 열충격에도 잘 견딜 수 있는 것입니다.

2. 일반유리

일반 유리도 경질유리와 연질유리로 나누어 경질 유리를 내열유리라고 부르기도 합니다. 경질유리와 연질유리의 구분은 산화규소 함량에 의해서 결정되며 산화규소 함량이 높은 유리를 경질유리라고 부릅니다. 품질이 높은 경질유리일 수록 산화규소의 함량이 높기 때문에 녹는 점이 높아서 단가가 높지만 화학적으로 안정하고, 기계적 강도가 높으며, 열팽창 계수가 낮아서 열충격에도 쉽게 깨지지 않으므로 저급 내열 식기(물컵 등)나 비이커, 플라스크, 메스 실린더 등 저금 실험기기 제조에 사용됩니다. 반면 연질유리는 산화규소의 함량이 상대적으로 낮고 Na₂O 함량이 높기 때문에 열팽창계수가 높아서 작은 열충격에 쉽게 깨질 뿐 아니라 구성성분이 산이나 염기에 쉽게 녹아나오기 때문에 시험기기나 식기에는 사용되지 않으며 주로 창유리로 쓰입니다.

3. 강화유리

강화유리란 보통 자동차의 측면이나 후면 유리창에 사용하는 안전유리를 말하는데 유리의 표면에는 압축응력을, 내부에는 인장응력을 유도하여 유리의 기계적 강도를 향상시킨 유리입니다. 과거에는 자동차 앞 유리창에도 강화유리를 사용하였은 1987년 이후에는 자동차 앞 유리창에는 유리 두장 사이에 플래스틱 필름을 집어넣어 붙인 합판유리만을 사용하도록 법이 개정되었습니다. 강화유리는 일반 판유리를 성형한 후 연화온도에 가까운 500∼600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기를 표면에 쐬어 표면을 급랭시켜 만듭니다. 이렇게 하면 미리 냉각된 유리 표면은 내부가 식어가면서 더욱 수축하여 구조가 치밀해져서 보통 유리에 비해 굽힘강도는 3∼5배, 내충격성도 3∼8 배나 강해지며, 내열성도 우수해집니다. 그러나 유리 자체가 내부에서 힘의 균형을 유지하고 있기 때문에 한쪽이 조금 절단되어도 전체가 팥알 크기의 파편으로 파괴되므로(자동차 사고 나면 유리가 박살난다는 사실 아시죠?) 강화처리 하기 전에 용도에 맞는 모양으로 만들어야 하며 취급시 주의를 요합니다.

4. 접합유리

참고로 합판유리란 접합유리라고도 하며 2mm 또는 3mm의 일반 판유리 2장 사이에 강한 인장강도를 갖는 합성 수지 필름을 삽입하여 압착 가공한 유리로, 일반 유리가 갖고 있는 취약점을 역학 차원에서 보완한 것입니다. 즉, 차량 충돌시 합성 수지 필름의 높은 내 충격 저항성으로 인해 유리 파편이 비산되지 않고 충격이 집중된 부위만 거미망 형식으로 볼록하게 돌출시키면서 충격을 완화시켜 주는 작용을 하게 되어 있습니다. 이렇게 접합유리를 사용하게 된 이유는 강화유리를 앞유리로 사용하는 경우에는 특히 고속 주행시 유리창에 작은 충격이 가해져도(예들 들면 앞차 바퀴에 튀어 날아온 작은 돌이 유리창을 때리는 경우) 유리창이 전부 파괴되면서 운전에 큰 지장을 주어 대형 사고를 유발시킬 수 있기 때문입니다. 그러나 접합유리는 일반 유리를 이용하여 제조되기 때문에 깨진 조각이 강화유리처럼 팥알 모양이 아니라 일반 유리처럼 날카로우므로 필름과 유리 사이의 접합이 단단하지 않으면 이 날카로운 파편에 의해 2차 부상을 당할 수도 있다는 단점이 있습니다. 따라서 반드시 안전 검사를 통과한 정품 유리를 사용하는 것이 유사시 안전에 대비한 현명한 선택이라고 전문가들은 지적하고 있습니다.

※  유리가 열에 견디는 온도

강화유리 250도

내열유리 500도

세라믹 유리 780도

석영유리 1200도

 
4. 세라믹유리(ceramics glass)

도자기와 같이 미세한 결정으로 구성된 유리. 결정화유리라고도 한다.
규산리튬 유리를 기초로 조합하며 화학적 처리(자외선의 조사 또는 열처리)에 의해 결정핵(예를 들면 LiO · SiO)의 미결정(微結晶)을 발생시키고 다시 핵으로 유리질을 결정입자의 집합체로 변화시킨 것이다.
자기용 물질이라고도 한다.
연화 온도가 1,000~1,300℃로 높고 열팽창계수가 매우 작아서 조직이 치밀하고 높은 내열충격성과 기계적 강도를 가진다.
세라믹이라고 하면 단순히 도자기만을 뜻하지만 최근에는 도자기 이외에 내화물(고온재료) · 유리 · 법랑 · 시멘트 등도 포함되므로 자기 모양의 물질을 통틀어 가리키게 되었다.
그 용도는 초경(超硬)재료 · 광학재료 · 강유전체(强誘電體)재료 · 자성(磁性)재료 · 핵연료 · 촉매운반체 등 다양하지만 다수 결정입자의 집합체라는 공통점이 있다.
따라서 그 성질은 결정의 종류 · 모양 · 크기 등 결정집합의 미구조(微構造) 및 입자의 성질에 의해 좌우된다.
단결정집합체로서 소결시킨 세라믹스로는 루카록스 이외에 산화베릴륨(BeO) · 산화마그네슘(MgO) · 산화이트륨(YO) · 산화지르코늄(ZrO) · 플루오르화칼슘(CaF)의 소결에 의한 투명세라믹스가 개발되었으며 광일렉트로닉스의 용도로서 티탄질산납(PZT)이나 비소화갈륨(GaAs) 등의 소결체 세라믹스가 주목되고 있다.
그 밖에 니오브산소다 · 디히드로세람 · 지르콘 · 티탄산납세라믹스 등이 개발되었다.

※ 검색 자료

삼성테크노글라스(www.stg7.com ) 대표 이동열 입니다.

특수유리 전문업체 삼성테크노글라스에서는세라믹성분의 벽난로유리를 공급합니다.

유리는 연질유리,경질유리로 구분합니다.

연질유리는 알카리성분이 함유 되어 있는 유리입니다. 

우리가 알고 있는 창호유리는 모두 알카리 (Na) 성분이 14% 정도 들어 있는 '소다라임' 유리 입니다.

유리판을 만들때 물처럼 쭉 펴지는 역활을 알카리(Na) 성분이 하고 있기 때문에 판유리 생산에서는 절대적으로 필요한 성분입니다.

유리가 연해서 가공이 쉽지만 강도가 약하여 열강화나 화학강화를 하여 사용합니다.

그리고 경질유리는 알카리 성분이 없거나 적은 유리 입니다.

'보로실리게이트 유리''세라믹유리''석영유리'등 이 여기에 해당합니다.

특수유리는 내열성을 높이기 위하여 바륨 (BaSo4) 를 넣어서 제조합니다.

삼성테크노글라스에서는 독일 쇼트 (SCHOTT)에서 생산하는 세락믹유리 ROBAX를 이용하여 벽난로유리를 만듭니다.

벽난로유리는 세라믹성분으로 만들기 때문에 일반강화유리 하고는 구성물질이 틀립니다.

일반강화유리는 250도 에서도 깨어 지지만 세라믹유리는 750도 고온에서도 안전하게 사용할 수 있습니다.

그리고 적외선 투과율도 중요합니다. 

빛을 따라 에너지가 이동하기 때문에 벽난로유리는 따스한 온기를 통과 시켜 주어야 합니다.

특히 삼성테크노글라스에서 공급하는 독일쇼트사의 세라믹유리는

반영구적으로 사용이 가능한 독일 정품유리입니다.

원하는 크기대로 가공해 드리기 때문에 일반 개인들도 직접 구매하고 있습니다.

고유가 시대라서 그런지

요즘 화목난로를 직접 제작하는 메니아들도 생겨 나고 있어 수요가 점차 늘고 있습니다.

카다로그에 있는 데이터를 사진으로 올려 드립니다.

소비자들의 많은 이해가 있기를 기대해 봅니다.