ガラスの熱物性及び破壊特性の基礎

ガラスは、その構成原子が不規則に配列した固体です。固体の原子が不規則に並ぶか、規則的に並ぶかは、速く冷やすかゆっくり冷やすかのような「作り方」によって決まります。また、化学組成が同じガラスでも、その性質は「作り方」によって変化することが知られています。このような特徴を正しく理解することは、ガラスの製造や使用の際のトラブルを出来るだけ少なくするために必要です。 　本セミナーでは、ガラスの熱物性と破壊特性に着目して、ガラス材料を取り扱うために重要となる基礎的な事項を学びます。

1. ガラスとは?
   1. ガラスの使われているところ
   2. ガラスの構造
   3. ガラスの特徴
2. ガラスの熱物性
   1. ガラスの粘性と特性温度
      • 粘性の定義とガラスの特性温度
      • 粘性の測定方法
      • 粘性と温度の関係
   2. ガラスの熱膨張
      • 固体の熱膨張
      • 熱膨張係数の定義
      • 種々のガラスの線熱膨張係数
      • 熱膨張と熱応力
   3. ガラスの比熱
      • 固体の比熱
      • 比熱の温度依存性
   4. ガラスの熱伝導
      • 熱伝導率の定義
      • フォノン、フォトンによる熱伝導
3. ガラスの破壊特性
   1. ガラスの強度研究のモチベーション
   2. 応力・ひずみ・弾性率
      • 応力とひずみの定義
      • 弾性率の測定法
   3. 弾性変形と塑性変形、脆性破壊と延性破壊
   4. 理論強度と実強度
      • 脆性材料の理論強度
      • 脆性材料の破壊条件
      • 傷の深さと実強度
   5. 応力拡大係数と破壊靱性値
      • 応力拡大係数とは
      • 破壊靭性値の測定法
   6. 破壊強度とワイブルプロット
      • 強度測定法
      • ワイブルプロットの作成
   7. 疲労破壊
      • 静疲労と動疲労
      • ガラスの疲労 (応力腐食)
      • 疲労パラメータ
   8. 硬さと押し込み破壊靭性値
      • ガラスの硬度測定法
      • 押し込み破壊靭性値
      • ガラスの脆さ
      • 押し込みクラック発生荷重
      • 押し込み高密度化 (圧密現象)
   9. 熱応力と構造緩和
      • 熱応力
      • 熱処理による構造緩和
4. 高強度ガラスへのアプローチ
   1. ガラスの強化法
      • 物理強化と化学強化
   2. 強化ガラスの最近のトピックス
• 質疑応答