ガラス高強度化のための科学と技術

ガラスは建築、自動車、ディスプレイ、あるいはフォトニクスやエレクトロニクスなどの分野で必要不可欠な基盤材料である。これらの分野では、資源・エネルギーおよび炭酸ガス排出の削減、或いは軽量化のために、薄型ガラスが望まれている。しかし、薄いガラスは割れ易いという欠点があり、ガラスの高強度化が強く求められている。本講では、ガラスの破壊の原理を科学的に説明し、高強度化の技術について概説する。

1. ガラスの応用
   1. 実用ガラスの種類と応用
   2. ガラスの構造
2. 弾性的性質と非弾性的性質
   1. 弾性率
   2. 応力と変形
   3. 組成・構造と弾性・非弾性
3. ガラスの破壊
   1. 理論強度と実用強度
   2. 疲労と信頼性
4. ガラスの強化
   1. 物理強化
   2. 化学強化
   3. 各種強化法の原理
5. ガラスの脆さ
   1. クラックの生成と成長
   2. 硬度
   3. 破壊靭性
   4. 脆さと組成・構造
6. フラクトグラフィ
   1. 破断面観察
   2. クラックの伝播速度と方向
   3. 割れ・破壊の事例
7. ガラスの破壊に関する計算機科学
   1. 分子動力学
   2. 破壊のシミュレーション
8. まとめ:ガラスの高強度化の設計指針