$Li_2O$-$SiO_2$ 계 유리의 결정화에 관한 연구

Abstract

$Li_2O-SiO_2$계 유리에서 $Li_2O$양의 변화가 결정화에 어떠한 영향을 을 주는 가와 상분리 현상이 결정의 핵생성에 어떤 효과가 있는가를 살펴 보았다. $Li_2O$ 21 wt.%, $Li_2O$ 19.5 wt.%, $Li_2O$ 16.3 wt.% 조성의 유리를 DTA를 사용하여 결정화 온도를 알아낸 후 그 결과에 준하여 450℃부터 525℃ 까지를 핵생성 열처리 온도로 실험하였다. X-선 회절 분석에 의하면 열처리 과정에서 생긴 결정상은 주로 $Li_2Oㆍ2SiO_2$였으며 핵생성 단계는 먼저 핵생성 열처리한 후 다시 700℃에서 4 - 7분간 성장시켜 광학 현미경으로 관찰하였다. $Li_2Oㆍ2SiO_2$결정 조성에 제일 가까운 $Li_2O$ 19.5 wt.% 조성 유리의 핵생성 속도는 다른 두 유리에 비해 빠르며, 특히 상분리가 관찰된 $Li_2O$ 16.3 wt.% 조성의 유리에서 핵생성은 상분리 초기단계가 중요한 역활을 함을 알 수 있었다. 유리를 600℃에서 결정 성장 열처리하여 광학 현미경을 사용하여 결정 성장 양상을 살펴보면 결정의 조성보다 $Li_2O$양이 많은 $Li_2O$ 21 wt.% 조성 유리의 결정은 8각형의 sphenclitic한 결정 성장을 하고 있으며 결정의 조성과 비슷한 $Li_2O$ 19.5 wt.% 유리의 결정은 타원형의 결정 성장을 하고 $SiO_2$양이 많은 $Li_2O$ 16.3 wt.% 유리는 원형의 결정 성장을 함을 관찰할 수 있었다. 600℃에서의 결정 성장 속도는 $Li_2O$양이 많은 조성의 유리가 제일 빠르며 이것은 $Li_2O$양이 증가함에 따라 유리의 점도가 감소하기 때문으로 생각 되었다.