7. 유리의 열팽창계수 측정 및 점도계산

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유리의 열팽창계수 측정

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Part 7. 유리의 열팽창계수 측정 및 점도계산
A. 실험목적
Dilatometer를 이용하여 직접 측정해 보고, 열이 가해질 때 유리의 길이변화와 Dilatometer의 사용법에 대해서 알아보고 유리의 점도를 측정하여 전이온도, 연화온도(softening point), 침강온도(sinking point)를 얻어낼 수 있다. 그리고 VFT 식을 이용하여 유리전이온도(Tg) 이상의 온도에서 비교적 정확한 η-T 곡선을 구할 수 있다.

B. 이론적 배경
(1) 유리
초자(硝子)라고도 한다. 일반적으로 융해된 액체를 냉각하면 일정한 온도에서 응고하여 결정(結晶)으로 되지만 어떤 종류의 것은 냉각해도 응고·결정화하지 않고, 온도가 낮아짐에 따라 점차 점성(粘性)이 증가하고, 나중에는 굳은 고형물이 된다.
이와 같이 된 비결정 고형물을 일반적으로 유리상태에 있다고 하며, 특히 무기물로서 이와 같은 상태가 된 것을 유리라고 한다. 유리가 될 수 있는 무기물에는 여러 종류의 것이 있는데 셀렌·황 등의 원소, 규소·붕소·게르마늄 등의 산화물이나 산화물염류·황화물·셀렌화물·할로겐화물 등이다.
종래에는 규산을 주체로 한 규산염유리가 대표적이었지만 현재는 붕산염유리·인산염유리 등의 산화물 유리가 실용화되었으며, 황화물·셀렌화물 등의 유리도 특수한 목적을 위해서 많이 연구되고 있다.
물질 구조상으로 보면, 일정한 비율로 결합된 금속이나 비금속의 산화물이 열로 인하여 화학반응을 일으켜, 원자가 불규칙한 망목상(網目狀)으로 연결된 물질을 말하는데 겉보기는 고체이지만 고체 특유의 결정구조를 가지지 않으며, 일정한 녹는점도 가지고 있지 않다. 이 때문에 유리를 아스팔트 등과 같은 무정형 물질로 보며, 물성론적(物性論的)으로는 극단적으로 점도가 높은 액체(과냉각 액체)로 본다.

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