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비정질재료 (학부4) 실험계획
2012-1학기 실험일정
Prof. Se-Young Choi
Yonsei University
School of Advanced Materials Engineering
Optical ∙ Information Materials Research Lab.
Contents
■ 조편성 (5개조 / 28명)
■ 실험일정 (2012.03.16 ~ 06.08)
■ 성적평가 (출석 40 / Report 60)
■ 실험장비 및 이론
-
Thermal property (TG/DTA, TMA)
Optical property (UV/VIS spectrophotometer)
Mechanical property (UTM, Micro hardness tester)
Micro-structure (SEM/EDS, XRD)
Research area & Application
■ 담당조교
조편성
■ 대상 : 2012-1학기 비정질재료 수강생
■ 조편성 (
표시 : 조장)
구분
1
2
3
4
5
6
학번
07
07
07
03
06
07
성 명
기재우
이충렬
김소명
김준현
박세영
송해민
조
구분
1
2
3
4
5
학번
08
06
06
08
07
성 명
김영성
문제병
박종민
박태준
오승희
조
1
4
구분
1
2
3
4
5
6
학번
07
07
05
07
07
07
성 명
신인용
이시원
이윤종
이재형
이홍석
임소영
조
구분
1
2
3
4
5
학번
08
07
08
07
04
성 명
유종영
윤태균
이지연
정범진
한세훈
조
2
구분
1
2
3
4
5
6
학번
05
07
08
07
07
09
성 명
정종혁
조명근
조아현
하만익
황재윤
오윤정
조
3
▶ 조별 실험진행 (3개월)
▶ Borosilicate glass 조성 유리
5
용융 및 물성평가 실험
(실험일정 참조 : next page)
실험일정
■ 실험기간 : 2012.03.16(금) ~ 06.14(목) / 3 개월
■ 실험일정
2012-1학기
기 간
일 정
2012.03
2012.04
■ 조별 모임 및 연락처 공유
2012.05
조원명단, 연락처, E-mail,
3월4주 첫 실험 가능
날짜 및 시간 조교메일로
전달~ 3.16까지
▶ 조모임 : 조장 주관 / 2012.03.14(수) ~ 16(금)
▶ 조원 [이름], [E-mail], [핸드폰 번호] 확인 후 실험 조교에게 E-mail로 제출
▶ 3월 4주 (3.19~23) 실험가능 날짜 실험조교에게 메일로 전달
(실험조교 : 심규인 / [email protected] / ‘12.03.16 金 18:00시 까지)
■ 유리 용융 : 3월 4주 조별 연구실 방문 (B-318호)
▶ 실험조교 주관 : 2012.03.19(월) ~ 5.31(목) 까지 (2공학관 B-318호)
▶ 조별 Borosilicate glass 조성 최소 5종류 이상 용융
■ 물성 분석
▶ Thermal property (TG/DTA, TMA)
▶ Optical property (UV/VIS spectrophotometer)
▶ Mechanical property (UTM, Micro hardness tester)
▶ Micro-structure (SEM/EDS, XRD)
■ REPORT 제출
▶ E-mail 제출 (실험조교 : 심규인 / [email protected] / ‘12.06.15 金 18:00시 까지)
2012.06
조성
조성
조성
조성
조성
1
2
3
4
5
성적평가
■ 세부일정
1) 기계적 성질 (Strength, Vickers hardness, Fracture toughness)
- 2012.05.21(월), 23(수), 25(금) : 조별 가능시간 1회 연구실 방문
2) 광학적 성질 (UV/VIS/NIR spectrophotometer, FT-IR)
- 2012.05.29(화), 30(수), 31(목) : 조별 가능시간 1회 연구실 방문
3) 미세구조 (SEM/EDS)
- 6월 1주 (추후 공지)
■ 성적평가
구
분
출
석
40
Report
60
합
계
점
수
100
[작성 양식]
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
실험
기본
실험
실험
결론
목적
이론
방법
결과 및 고찰
■ E-mail 제출
([email protected])
실험조교 : 심규인
‘12.06.15(금) 18:00시 까지
실험장비
■ Thermal property (TG/DTA, TMA)
첨부 PDF 파일 (3-1), (3-2)
TG/DTA
■ Optical property (UV/VIS spectrophotometer)
첨부 PDF 파일 (4-1), (4-2)
UV/Vis spectrophotometer
FT-IR
첨부 PDF 파일
■ Mechanical property (UTM, Micro hardness tester)
(5-1), (5-2)
■ Micro-structure (SEM/EDS, XRD)
첨부 PDF 파일 (6), (7)
실험목적
Mechanism of Crystallization
Mechanism of ion exchange
(K+ – Na+ ion exchange)
K+
Na+
186 pm
Na+
K+
K+
227 pm
Na+
K+
K+
Na+
227 pm
Na+
Na+
K+
Na+
186 pm
표면 압축응력
Na+
Na+
[Glass]
Heat treatment
Fig. 결정화 강화
Fig. 이온교환 강화
Glass (3, 5, 10㎜)
Polyvinyl Butyral (0.012~0.017㎜)
Polycarbonate (4.0~6.5㎜)
Polyurethan Film (0.1㎜)
Safety Film (0.2㎜)
200MD Film (0.2㎜)
Bulletproof materials
Na+
■ Mechanical property
기본이론
▶ Equations of mechanical property
▶ strengthening by crystallization
Crystallized borosilicate glass
HV  0.4636  (
K IC  
1
Hv  a 2
P
a
(a)
)
2
Crack : 46.6 ㎛
(b)
Crack : 39.9 ㎛
3
c 2
 0.15  K  ( )
a
▲ ZrO2 : 0 wt%
▲ ZrO2 : 7.5 wt%
: Tarasobite phase
: Albite(NaAlSi3O8),
(NaKAl8[Si,Al]16)
Table. Mechanical properties with various glass compositions
구 분
SLS
Alumino
borosilicate
Borosilicate
경도 (Hv)
569
581
686
파괴인성
(MPa∙√m)
0.7190
0.7287
0.7545
강도 (MPa)
150
168
210
ZrO2 Phase
Parent SLS glass
Crystallized SLS glass
575℃(144h), 675℃(0.5h)
Crack : 50.6 ㎛
Crack : 48.2 ㎛
Lambert-Beer equation
100
Transmittance (%)
80
■ Optical property
60
40
Parent
20
o
65 tilted
Etching (15% HCl, 30sec)
Heat-treatment (1500 C, 30min)
o
0
3000
Sapphire
5000
6000
7000
8000
Wavelength (nm)
▶ Fresnel equations
I0=100%
4000
▶ Rayleigh's equation (1 layer)
R1=6.9%
R2=6.9%
93.1%
R1=[(n-1)/(n+1)]2
= 6.9%
(사파이어 굴절률, n=1.712)
ns
I = 86.2%
▶ Lambert-Beer equation
T = I / I0
R = [(n-1)/(n+1)]2 ▶ Fresnel equations
A = log10T
▶ Lambert equation
Transmittance, Reflectance, Absorbance
n1 
ns
n1  t1  λ/ 4
▶ Rayleigh's equation
Anti-Reflective coating
■ Research area & Application
▲ ZrO2 : 0 wt%
▲ ZrO2 : 7.5 wt%
: Tarasobite phase
: Albite(NaAlSi3O8),
(NaKAl8[Si,Al]16)
ZrO2 Phase
Glass (3, 5, 10㎜)
Polyvinyl Butyral (0.012~0.017㎜)
Polycarbonate (4.0~6.5㎜)
Polyurethan Film (0.1㎜)
Safety Film (0.2㎜)
200MD Film (0.2㎜)
100
100
Borosilicate glass
Sapphire
80
Transmittance (%)
Transmittance (%)
80
60
Parent Borosilicate glass
40
ZrO2 (0g)
ZrO2 (2.5g)
0
200
300
400
500
40
Parent
ZrO2 (5.0g)
20
60
20
o
ZrO2 (7.5g)
65 tilted
Etching (15% HCl, 30sec)
ZrO2 (10.0g)
Heat-treatment (1500 C, 30min)
600
Wavelength (nm)
o
700
800
0
3000
4000
5000
6000
Wavelength (nm)
7000
8000
■ Research paper (Anti-Reflective coating)
Control of refractive
index(n) by O2 gas flow
Control of refractive
index(n) by contact angle
Mat. Sci. and Eng. B
Vol 122 (2005) p7-11
Nature photonics
Vol 1 (2007) p176-179
J. Phys. D : Appl. Phys.
Vol 40 (2007) p2065-2070
Q&A
■ 조별 연락처 공유
■ 실험조교 연락처
(1) 심 규 인 / 010-6422-4602 / [email protected]
(2) 오 광 석/ 010-3827-1880 / [email protected]
■ 연구실 연락처
- 광 ∙ 정보재료연구실 : 제2공학관 B318호
- 연락처 : 02-2123-2851
- 홈페이지 : http://web.yonsei.ac.kr/yesglass/