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ガラスの硬さと・・・・・

ガラスの硬さはどの程度か、ガラスを1として考えてみました。
そうすると、鉄は6割程度、
宝石類では、
    ルチルが1.5倍
    ガーネットが2倍
    アクアマリンが2.5倍
    ジルコンおよびスピネルが3倍
    アレキサンドラ(キャツアイ)が5倍
    ルビー&サファイヤが6倍
    ダイヤモンドが20倍         の硬さになるようです。
宝石は屈折率(含む複屈折)とその微妙な反射や着色で、えも言われぬ輝きを醸し出しますが、傷つきにくい処も一つの特徴なのでしょうね。
宝石好きな女人の中には、他人を傷つけるが自分は傷つかない人もいるようで、こんな人はたぶん人身ともに宝石に近づいているのではと?ふと物悲しく少し恐怖を覚えたりする今日この頃です。
この写真は、ガラス中に出来たジルコン結晶の写真で、偏光干渉色を示しています。
ガラス中のジルコン結晶
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ガラス断面のシュリーレン観察

ガラスの断面をシュリーレン(SCHLIEREN)法により撮影し観察すると均質でないことがよくわかります。
壜ガラスや板ガラスではこの図のような感じになり側面からの観察ではほぼ均質なのですが、これを断面から観察すると不均質が確認されます。光学用のガラスでは、このような乱れは存在しません。
観察には、一寸した装置を用意しなければなりませんが、その装置にセットして観察すれば簡単に確認できます。
この図は、理解しやすくするために、撮影した画像(ストリエグラフ)と撮影前のガラス筒を合体させたので実際の写真は断面だけの写真になります。
筒状ガラスの断面シュリーレン(Schlieren)

窓ガラスの蛍光発色

建築用の板ガラスは現在その殆どがフロート法で生産されています。このガラスには裏と表があり、紫外線を照射することでその判定が出来ます。紫外線ランプ(S又は254nm)で表面を照射すると一寸した暗闇でガラスの表面が白紫の蛍光を示します。その様子を示すと次のようになります。
このガラス表面を360nm(L)の紫外線で照射してもこのような判定は困難になります。
実際にやってみると結構面白いですよ。
フロートガラスの蛍光

破壊応力の計算

ガラスが破損したとき、破損した起点を探して、その部分を細かく観察します。
ガラスの破壊時の応力は、ガラスの破壊起点断面のミラー半径で推定することができます。
計算式は以下のようになります。
     σ=K/(r^1/2)
     σ:発生応力(kg/cm^2)
     K:ミラー定数 691(ソーダライムガラス)
     r:ミラー半径 (mm)
140117ガラス破壊点


フロートガラスの表面

フロートガラスはフロートバスで成形されるときに表面が還元されアンバー色の表面層が発生します。その状況を断面より顕微鏡で観察してみるとこのようになります。いずれも上面と下面100μm程度の部分を観察したものです。下面は最表面から約10μm、上面は10μm内部に数μmのアンバー色の層が存在するのが観察されます。これはガラスのフロート製法の特徴でもあります。
04FL表面

プロフィール

Mr. Gt

Author:Mr. Gt
昭和生まれのチョット若そうに見えるけれど結構年取っているかも?
いつも真面目だけど、時々不真面目、これで奥さまに怒られている。酒も飲めるが雰囲気が好きなたち、ガラスの問題ばかり考えて半生を過ぎ反省少し。奥さん孝行しながら暮らしています。

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