소다석회유리

Soda–lime glass
재사용 가능한 소다-라임 유리 우유병
독일 예나의 소다석회 판유리로 만든 오래된 창문: 나무의 왜곡된 반사는 평평한 유리가 부유 유리 공정에 의해 만들어지지 않았음을 나타냅니다.

소다-라임-실리카 유리라고도 불리는 소다-라임 유리는 가장 일반적인 유리 유형으로 음료, 식품 및 일부 상품을 위한 창유리 및 유리 용기(병 및 병)에 사용됩니다. 일부 유리 제빵기는 일반적인 붕규산 유리와 달리 소다 석회 유리로 만들어집니다.[1] 소다-라임 유리는 제조된 유리의 약 90%를 차지합니다.[2][3]

생산.

소다-라임 유리의 제조 공정은 실리카, 소다, 석회((Ca(OH) 형태),2 돌로마이트(산화마그네슘을 제공하는 CaMg(CO3)),2 산화알루미늄 등의 원료를 녹이는 것과 소량의 결정제(예: 황산나트륨(NaSO24), 염화나트륨(NaCl) 등)를 사용합니다.)는 유리로에서 최대 1675 °C의 온도를 유지합니다.[4] 온도는 용광로 구조 재료의 품질과 유리 조성에 의해서만 제한됩니다. 순수한 화학물질 대신 트로나, 모래, 장석 등 비교적 저렴한 광물이 주로 사용됩니다. 녹색 및 갈색 병은 산화철이 포함된 원료에서 얻을 수 있습니다. 원료의 혼합을 배치라고 합니다.

적용들

소다-라임 유리는 기술적으로 유리창에 사용되는 유리인 플랫 글라스와 용기에 사용되는 유리인 컨테이너 글라스로 구분됩니다. 두 가지 유형은 용도, 생산 방법(창문용 부유 공정, 용기용 송풍 및 가압), 화학 조성이 다릅니다. 평판유리는 용기유리보다 산화마그네슘과 산화나트륨 함량이 높고 실리카, 산화칼슘, 산화알루미늄 함량이 낮습니다.[5] 용기 유리의 수용성이 높은 이온(나트륨과 마그네슘) 함량이 낮기 때문에 물에 대한 화학적 내구성이 약간 높아지며, 이는 특히 음료와 식품의 보관에 필요합니다.

일반적인 구성 및 특성

소다-라임 유리는 비교적 저렴하고, 화학적으로 안정적이며, 상대적으로 단단하며, 작업성이 매우 뛰어납니다. 여러 번 리소프트하고 리멜트할 수 있기 때문에 유리 재활용에 이상적입니다.[6] 화학적으로 순수한 실리카(SiO2)보다 유리하게 사용됩니다. 순수 실리카는 열충격에 대한 저항성이 우수한 반면, 물에 잠기면서도 붉은색으로 뜨거울 때 견딜 수 있는 높은 용융온도(1723℃)와 점도로 인해 작업에 어려움이 있습니다.[7] 따라서 가공을 단순화하기 위해 다른 물질을 첨가합니다. 하나는 탄산나트륨 또는 관련 전구체의 형태로 첨가되는 "소다" 또는 산화나트륨(NaO2)입니다. 탄산음료는 유리 전이 온도를 낮춥니다. 그러나 탄산음료는 유리를 수용성으로 만들어 일반적으로 바람직하지 않습니다. 더 나은 화학적 내구성을 제공하기 위해 "라임"도 추가됩니다. 이것은 일반적으로 석회암에서 얻은 산화칼슘(CaO)입니다. 또한 산화마그네슘(MgO)과 산화알루미늄(AlO23)인 알루미나가 내구성에 기여합니다. 생성된 유리에는 약 70~74 중량%의 실리카가 포함되어 있습니다.

소다-라임 유리는 온도가 감소함에 따라 점도가 지속적으로 증가하여 정밀도가 꾸준히 증가하는 작동이 가능합니다. 일반적으로 약 900°C의 온도에 도달하는 10포이즈의4 점도를 가질 때 유리는 쉽게 물체로 형성될 수 있습니다. 유리는 700°C 부근에서 점도가8 10포이즈 미만일 때 연화되고 꾸준한 변형을 겪습니다. 겉보기에는 단단해 보이지만 소다-라임 유리는 500°C 근처의14 10포이즈에서 약 15분 만에 내부 응력을 제거할 수 있습니다. 점도와 온도 사이의 관계는 대체로 로그이며, Arrhenius 방정식은 유리의 구성에 크게 의존하지만 활성화 에너지는 더 높은 온도에서 증가합니다.[8]

다음 표는 소다 라임 유리의 몇 가지 물리적 특성을 나열합니다. 특별한 언급이 없는 한, 유리 조성물과 실험적으로 결정된 많은 특성은 하나의 대규모 연구에서 가져온 것입니다.[5] 이탤릭체 글꼴로 표시된 값은 실험 데이터가 부족하여 유사한 유리 구성(유리 특성 계산 참조)에서 보간되었습니다.

특성. 용기유리 평판유리
화학의
구성.
중량%
74 SiO2 0.3 K2O
13 Na2O 0.2 MgO
10.5 CaO 0.04 Fe2O3
1.3 알오23 0.01 TiO2
0.2 그래서3.
73 SiO2 0.03 K2O
14 Na2O 4 MgO
9 CaO 0.1 Fe2O3
0.15 알오23 0.02 TiO2
점성
log(η, dPa·s or poise)
= A + B / (°C - T 단위0)
550 °C (1,022 °F) 1,450 °C (2,640 °F)
A
B 3922
T0 291
550 °C (1,022 °F) 1,450 °C (2,640 °F)
A −2.585
B 4215
T0 263
유리전이
온도, Tg 		573 °C (1,063 °F) 564 °C (1,047 °F)
의 계수
열팽창,
ppm/K, ~100–300 °C (212–572 °F) 		9 9.5
밀도
at 20 °C (68 °F), g/cm3 		2.52 2.53
굴절률
nD at 20 °C (68 °F) 		1.518 1.520
20°C(68°F)의 분산,
10x4(nFC - n) 		86.7 87.7
영률
at 20 °C (68 °F), GPa 		72 74
전단 탄성률
at 20 °C (68 °F), GPa 		29.8 29.8
리퀴더스
온도 		1,040 °C (1,900 °F) 1,000 °C (1,830 °F)
열
20°C(68°F)에서의 용량,
J/(mol·K) 		49 48
표면장력,
at ~1,300 °C (2,370 °F), mJ/m2 		315
화학적 내구성,
가수분해반,
ISO 719[9] 이후 		3 3...4
임계응력
강도 계수,[10]
(KIC,IC MPa.m0.5 		? 0.75

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Estes, Adam Clark (March 16, 2019). "The Pyrex Glass Controversy That Just Won't Die". Gizmodo. Retrieved 2019-03-22.
  2. ^ "Borosilicate Glass vs. Soda Lime Glass? - Rayotek News". rayotek.com. Archived from the original on 23 April 2017. Retrieved 23 April 2017.
  3. ^ Robertson, Gordon L. (22 September 2005). Food Packaging: Principles and Practice (Second ed.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-3775-8. Archived from the original on 2 December 2017.
  4. ^ B. H. W. S. de Jong, "유리", "울만의 산업 화학 백과사전", 제5판, 권. A12, VCH Publishers, Weinheim, Germany, 1989, ISBN 978-3-527-2012-9, pp. 365–432
  5. ^ a b "공정 모델링을 위한 고온 유리 용융 특성 데이터베이스"; Eds. 토마스 P. 세워드 3세와 테레즈 바스콧 The American Ceramic Society, Ohio, Westerville, 2005, ISBN 1-57498-225-7
  6. ^ "Calcium Carbonate - Glass Manufacturing". congcal.com. congcal. 28 June 2012. Retrieved 5 August 2013.
  7. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  8. ^ Thomas H. Sanders Jr. "Viscosity Behavior of Oxide Glasses". Coursera.
  9. ^ "ISO 719:1985 - Glass -- Hydrolytic resistance of glass grains at 98 degrees C -- Method of test and classification". iso.org.
  10. ^ Wiederhorn, S.M. (1969). "Fracture stress energy of glass". Journal of the American Ceramic Society. 52 (2): 99–105. doi:10.1111/j.1151-2916.1969.tb13350.x.
  11. ^ Gondret, P.; M. Lance; L. Petit (2002). "Bouncing Motion of Spherical Particles in Fluids". Physics of Fluids. 14 (2): 643–652. doi:10.1063/1.1427920.
  12. ^ Janssen, L. P. B. M., Warmoeskerken, M. M. C. G., 2006. 전송 현상 데이터 동반자입니다. Delft: VVSD.
  13. ^ "Soda-Lime (Float) Glass Material Properties :: MakeItFrom.com". makeitfrom.com.