ガラスの機械物性・破壊の基礎および強度測定法と強化手法

ガラスは脆性破壊を示す代表的な材料であり、強度に対する信頼性は決して高くはありません。一方、ガラスは種々の物性を容易に得ることができる材料でもあります。ガラスの破壊を理解し、強度を高めることや安全性を向上させることにより、ガラスの用途は大きく広がります。 　ガラスとはどのようなものか、ガラスの破壊に対してどのように考えるべきか、このような疑問に対し、破壊の基礎知識も含め、機械物性を中心に分かりやすく解説します。また、ガラスの強度測定法にはどのような方法があるのか、反力試験法やQuasi-static試験法等の研究開発中の測定方法、Securityレベルの試験方法も含めて紹介します。さらに、ガラスの強度を高めるにはどのような手法があるのか、熱強化ガラスや化学強化ガラスの主な特徴とその方法を説明します。さらに、最近の学会トピックスについても簡単にお話します。これらの知識は、ガラスの研究・開発のみではなく、ガラスを製造する上でも大いに役立つことでしょう。

1. ガラスと機械物性・破壊の基礎
   1. 板ガラスの長所と短所
   2. 板ガラスの製造と主な利用分野
   3. ガラスの諸物性と機械物性
   4. ガラスの破壊モードと破壊の特徴
   5. ガラスの強度と強化
2. 破壊に寄与する因子
   1. ガラス組成
   2. 表面欠陥と応力拡大係数
   3. 反射波
   4. 圧縮応力と引張応力
3. ガラス強度測定法
   1. ガラス強度測定の基礎
   2. 曲げ強度
      • 4点曲げ法
      • 3点曲げ法
      • 同心円負荷曲げ法
   3. 衝撃強度
      • ボールテスト
      • ショットバッグテスト
      • シャルピー試験
   4. 熱的破壊強度
      • 熱割れ試験
      • 水中投下法
   5. 新しい強度測定法
      • 反力試験法
      • Quasi-static試験法
   6. Securityレベルの試験方法
      • ミサイル試験
      • 衝撃波による試験
4. 強化ガラスと強化方法
   1. 強化ガラスとガラスの表面欠陥
   2. 熱強化ガラスとその強化メカニズム
   3. 熱強化ガラスの製造と問題点
   4. 熱強化ガラスのクラック伝播と分岐
   5. 化学強化ガラスとその強化メカニズム
   6. 化学強化ガラスの製造と問題点
5. 最近の学会トピックス
• 質疑応答