스트레스 포트는 어떻게 생겨났을까?

영어: 특정 조명 조건에서 강화 유리를 특정 거리와 각도에서 볼 때 강화 유리 표면에 불규칙하게 분포된 색깔 반점이 있습니다. 이러한 색깔 반점은 일반적으로 "응력 반점"이라고 합니다. "유리의 반사 효과에 영향을 미치지 않으며(반사 왜곡 없음), 유리의 투과 효과에도 영향을 미치지 않습니다(해상도에 영향을 미치지 않고 광학적 왜곡을 일으키지 않음). 모든 강화 유리가 가지고 있는 광학적 특성입니다. 강화 유리의 품질 문제나 품질 결함은 아니지만 안전 유리로 점점 더 널리 사용되고 있으며 사람들은 유리의 외관에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 특히 대면적의 경우 커튼월 적용 시 강화 유리에 응력 반점이 있으면 유리의 외관에 부정적인 영향을 미치고 건물의 전반적인 미적 효과에도 영향을 미치므로 사람들은 응력 반점에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.

스트레스성 반점의 원인

모든 투명한 재료는 등방성 재료와 이방성 재료로 나눌 수 있습니다. 빛이 등방성 재료를 통과할 때 모든 방향에서 빛의 속도는 동일하며 방출되는 빛은 입사광에서 변하지 않습니다. 잘 어닐링된 유리는 등방성 재료입니다. 빛이 이방성 재료를 통과할 때 입사광은 속도와 거리가 다른 두 개의 광선으로 나뉩니다. 방출되는 빛과 입사광이 변합니다. 강화 유리를 포함한 열처리가 잘 되지 않은 유리는 이방성 재료입니다. 강화 유리의 이방성 재료로서 응력점 현상은 광탄성 원리로 설명할 수 있습니다. 편광된 빛줄기가 강화 유리를 통과할 때 유리 내부에 영구 응력(강화 응력)이 있기 때문에 이 빛줄기는 두 개의 다른 빔 전파 속도를 가진 편광된 빛, 즉 빠른 빛과 느린 빛으로 분해되며 이를 복굴절이라고도 합니다.

특정 지점에서 형성된 두 광선이 다른 지점에서 형성된 광선과 교차할 때, 광선의 전파 속도 차이로 인해 광선의 교차점에 위상차가 발생합니다. 이 지점에서 두 광선은 간섭합니다. 진폭 방향이 같으면 빛의 세기가 강해져 밝은 시야, 즉 밝은 점이 발생하고, 진폭 방향이 반대이면 빛의 세기가 약해져 어두운 시야, 즉 어두운 점이 발생합니다. 강화 유리의 평면 방향으로 응력 분포가 불균일하면 응력 점이 발생합니다.

또한, 유리 표면의 반사는 반사광과 투과광에 일정한 편광 효과를 부여합니다. 유리에 입사하는 빛은 실제로 편광 효과를 가진 빛이므로 밝고 어두운 줄무늬나 반점이 나타나는 것입니다.

가열 계수

유리는 담금질 전 평면 방향으로 불균일하게 가열됩니다. 불균일하게 가열된 유리가 담금질 및 냉각된 후, 온도가 높은 부분은 압축 응력이 감소하고 온도가 낮은 부분은 압축 응력이 증가합니다. 불균일한 가열은 유리 표면에 불균일하게 분포된 압축 응력을 유발합니다.

냉각 계수

유리의 템퍼링 공정은 가열 후 급속 냉각하는 과정입니다. 냉각 과정과 가열 과정은 템퍼링 응력 형성에 있어 동등하게 중요합니다. 담금질 전 평면 방향의 유리 불균일 냉각은 불균일 가열과 동일하며, 이는 불균일 응력을 유발할 수 있습니다. 냉각 강도가 높은 영역에서 형성되는 표면 압축 응력은 크고, 냉각 강도가 낮은 영역에서 형성되는 압축 응력은 작습니다. 불균일 냉각은 유리 표면에 불균일한 응력 분포를 초래합니다.

시야각

스트레스 스팟을 볼 수 있는 이유는 가시광선 대역의 자연광이 유리를 통과할 때 편광되기 때문입니다. 빛이 유리(투명한 매질) 표면에서 특정 각도로 반사되면 빛의 일부는 편광되어 유리를 통과합니다. 굴절된 빛의 일부도 편광됩니다. 빛의 입사각의 탄젠트가 유리의 굴절률과 같을 때 반사 편광은 최대가 됩니다. 유리의 굴절률은 1.5이고, 반사 편광의 최대 입사각은 56°입니다. 즉, 56°의 입사각으로 유리 표면에서 반사되는 빛은 거의 모두 편광된 빛입니다. 강화 유리의 경우, 우리가 보는 반사광은 각각 4%의 반사율을 가진 두 표면에서 반사됩니다. 우리에게서 더 멀리 있는 두 번째 표면에서 반사된 빛은 스트레스 유리를 통과합니다. 이 빛의 일부는 우리에게 더 가깝습니다. 첫 번째 표면에서 반사된 빛은 유리 표면을 간섭하여 색깔 있는 반점을 생성합니다. 따라서 응력판은 56°의 입사각에서 유리를 관찰할 때 가장 명확하게 나타납니다. 강화 단열 유리에도 동일한 원리가 적용되는데, 반사면이 더 많고 편광된 빛이 더 많기 때문입니다. 동일한 수준의 불균일 응력을 가진 강화 유리의 경우, 우리가 보는 응력 지점은 더 선명하고 더 무겁게 보입니다.

유리 두께

빛은 유리의 두께에 따라 전파되므로, 두께가 두꺼울수록 광학 경로가 길어지고 빛의 편광 기회가 커집니다. 따라서 응력 수준이 같은 유리의 경우, 두께가 두꺼울수록 응력 지점의 색상이 더 진해집니다.

유리 종류

유리 종류에 따라 같은 응력 수준에서도 유리에 미치는 영향이 다릅니다. 예를 들어, 붕규산 유리는 소다석회 유리보다 색이 더 밝게 보입니다.

 

강화 유리의 경우, 강화 원리의 특수성으로 인해 응력점을 완전히 제거하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 첨단 장비를 선택하고 생산 공정을 합리적으로 관리하면 응력점을 줄이고 미관에 영향을 미치지 않는 수준으로 개선할 수 있습니다.

스트레스 냄비

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게시 시간: 2020년 9월 9일

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