FC2ブログ

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

ガラスは溶ける(ヤケ)

ガラスは水に溶けます。ガラス窓や、自動車の窓、よく目に付くのはバスの窓ですね。バスの窓ガラスはよく見ると透明ですが水滴が流れたように薄っすらと凹凸が付いているように見えます。これは新車のバスでは見ることが出来ないのです。別にバスの洗車がおろそかになっているのでもないのです。雨に当り乾燥されることに耐え抜いてきた結果なのです。バスの洗車の担当の方から一度電話が掛かってきたことがあり「この水滴のような汚れはどうかして取り除くことは出来ないの?」と。表面についている凹凸のようなものは酷くなると中々取り除けないのですが、「ガラスの研磨剤を使えばきれいに取り除けますよ」と回答したことがありました。
数日して、お礼の返事をもらったことを思い出します。
これは全てガラスの一部(成分)が溶け出し乾燥~湿りを繰り返すことで徐々に目に見える形に変化することによります。
やけサンプル
スポンサーサイト

ガラスを削ってみよう

この図は、ガラス表面をダイヤモンドバイトで切削した溝です。幅10μm深さ約1μmで結構きれいに切削されています。条件が悪いと、溝を横断する形でクラックが生じますし、加工中に割れてしまうこともあります。ガラスは切削加工が難しいのですが、条件を決めれば制限はありますが切削加工可能なことが分かると思います。
塑性範囲での加工01-3

ガラスの乾燥

ガラスや砂などの表面は結構反応性に富んでいるんです。水分が付着すると中々離れて行かず水分を取り除くには結構高温で乾燥する必要があります。色んな成分が含まれてない珪砂に例をとって見てみると下の絵のような感じになります。表面の付着水分を除去するにも100~150℃程度での加熱が必要なようです。また、それより少し強く結びついた結合水を除去するには400℃程度での乾燥が必要になるようです。
乾燥と水分01

ガラスの洗浄と湿度

ガラスを洗浄した後の湿度は幾らぐらいがいいのかな?
洗浄後の湿度は乾燥し過ぎると静電気を帯びやすく、湿度が高すぎるとガラスの表面が水分により悪戯されます。
静電気を帯びると埃が付きやすく、その後に膜を着けたり、蒸着したりすると欠点が多く発生し不良品を作るかな?湿度が高すぎるとガラス表面が空気中の酸素や炭酸ガス等と反応してガラスから反応物が生まれてきますよ。
湿度の管理はどうしたらいいの?静電気を帯び難く未だ焼け(表面変質)難い湿度は50~60%がいいよ。漫画チックな一目でわかる図はまた作って載せようかな?
この図はガラスを純水で洗浄した後の埃付着不良の大雑把な感じです。
湿度と不良


ガラスと洗浄(界面活性剤の影響)

ガラス表面は、一般にマイナス電荷を帯びやすく、カチオン系洗剤で洗浄すると表面に洗剤の痕跡が残ります。この痕跡は、なかなか取れず最終製品でいたずらをします。また、この系の洗剤で洗った表面は、撥水性を示し、アニオン系洗剤で洗った表面は、濡れやすくなるのが一般的です。
ガラスの加工で、洗剤,界面活性剤,切断時の冷却剤等にカチオン系を使用すると、洗剤の痕跡が残るので要注意!たとえば、成膜用ガラス基板の加工にカチオン系界面活性剤を使用すると種々の問題を生じます。
一度家庭用洗剤(アニオン)と柔軟仕上剤(カチオン)でお風呂の鏡を半分ずつ拭いて比較するのも良い。曇り具合が違う?ガラスの表面は結構反応性を有するのが理解できます。
一寸試料を拝借してガラス表面の状況を眺めてみると次のような感じになるのかな?表面にカチオンがくっ付いている漫画です。
洗浄による変化

ガラスの傷と負荷の関係

ガラスに引っかき針で傷をつけると一定の関係を持った傷が発生する。その深さと形状と負荷のお関係の概略は次の図のようになる。また、ガラスは、一定の条件の下では、鋼材と同じように塑性変形域で削ることが可能である。深さ1μ程度の幅10μm程度の溝であればクラック無しで結構きれいに切削加工することが出来る。
負荷が小さいときは引っかくと塑性変形(綺麗な切削)かクラックのみが生じますが、負荷が大きくなると、剥離が生じ始めます。剥離が生じ始めると、クラックの深さも急に深くなっていきます。
クラック深さと負荷の関係01

紫外線発色

ガラスに紫外線(254nm)を照射すると蛍光発色する。どんなガラスでも発色する。ほの暗い発色だが、これによりガラスの判別が出来る。どのような発色をするかは実際に見ないと中々理解できないが、感じをx-y色度図であらわすと以下のようになる。通称青板は緑色に、ZnやAsの多いex.BK7は青紫に、Ba,Srの多いガラスは赤色を発色する。発色強度も違い、AsやSnが多く含まれると白紫色に強く発色する。この表は色調のみを表示し明度は表示してないので分かりにくいが。左下に位置する点(ガラス)は比較的明るく発色している。
蛍光発色ss

鋭敏色でガラスの観察

ビルの窓ガラスを鋭敏色板で見てみよう。遠くからでも確認できるよ。晴れた日や曇りでも観察出来るよ。雨の日は一寸無理かも?これで観察すると一寸びっくりするかも。自動車の窓ガラスを観察しても楽しめるかも分かりません。
理由は、反射光は偏光している。このため、偏光を利用した観察で色付いて見える。この観察メガネは偏光板と位相差フィルムを張り合わせたもので位相の程度を程よく設定することにより、色の変化は非常に強くなる。
03鋭敏色観察mado

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。

最新トラックバック

検索フォーム

ブロとも申請フォーム

QRコード

QR
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。