기술정보
석영 그래스는 높은 순도의 무수(無水) 규산(SIO2)을 용융한 그래스로서 수정을 원료로 한 투명 석영 그래스(QUARTZ GRASS)와 양질의 규석을 원료로 한 불투명 석영 그래스(SLLICA GRASS)가 있습니다.
투명 석영 그래스는 투명한 것이며, 불투명 석영 그래스는 포말 때문에 유백색의 회관을 보입니다. 석영 그래스의 수요는 해마다 증가 일로에 있으며, 다른 세라믹 재료와 비교해서 위에 적은 것과 같은 뛰어난 특성을 갖기 때문에 여러 분야에 널리 쓰이고 있습니다.
투명 석영 그래스는 고순도의 무수규산을 높은 온도로 용융하기 때문에 불순물의 함유량이 극히 미량입니다. 투명 석영 그래스 중에는 특수처리에 의한 고순도 제품이 있으며, 주로 반도체용으로 사용됩니다. 불투명 석영 그래스는 양질의 규석을 원료로 하기 때문에 SIO2 99.9% 이상의 순도로 반도체 공업용으로서 대형 벨저어, 실리콘 정제 장치 등에 쓰이고 있습니다.
투명 석영 그래스 및 불투명 석영 그래스는 판유리와 같이
금속 재료와는 다른 특성을 가집니다.
굽힘 강도 및 인장 강도는 그래스 표면의 상태에 따라 현저
한 차이를 보이며 대형인 것일수록 약한 경향이 있습니다.
탄성율, 굽힘 강도, 인장 강도 모두 온도가 상승할수록 강해지며 800~900℃에서 최고가 됩니다. 단, 투명 석영 그래스는 1,100℃이상 온도에서는 점성이 저하되기 때문에 장시간 사용에서는 비틀림이 생길 수 있습니다. 또한 대형 가공품등에서는 용접부 주변의 강도가 용접방법에 의해서 약해지는 일이 있으므로 주문을 할 때에는 주의해야 합니다.
자외선, 가시광선, 적외선을 잘 통과시킵니다. 투명 석영 그래스는 자외부의 0.18㎛에서부터 4㎛에 이르는 파장의 빛을 투과하므로 조명등, 광학용 재료로 쓰이고 있습니다. 또 광 파이버(광섬유) 등의 재료로서도 쓰입니다.
반도체 공업에는 매우 순도이어야 하며 또한 고온에서 안정성이 높은 재질이 요구되고 있는데, 이런 점에서 석영 그래스는 다른 재료에 비해 월등히 뛰어나지만 다소의 가스를 함유하고 있습니다.
투명 석영 그래스 및 불투명 석영 그래스의 팽창계수는 5*10-7/℃(0-1,000℃)로 타 재료에 비해서 매우 적으며, 도자기나 경질 그래스의 1/6, 판유리의 1/2 ~ 1/20입니다. 때문에 급열, 급냉에 대해서 높은 내열성을 가집니다.
투명 석영 그래스는 전기 전도를 생기게 하는 알카리 성분을 거의 포함하고 있지 않기 때문에 다른 그래스에 비해서 비양도체이며, 또한 모든 주파수에 대해서 유전체 손실이 상대적으로 적습니다. 초고주파에 있어서의 특성이 매우 우수하기 때문에 특수한 전기 측정기나 통신기 등에는 없어서는 안될 절연체로서 널리 이용되고 있습니다. 불투명 석영 그래스의 전기적 제특성은 투명 석영 그래스와 거의 같지만 단지 기포가 존재하는 관계로 파괴 전압에서는 투명석영 그래스보다 낮은 값을 나타냅니다. 고주파 또는 각종 전기 계기용 절연율, 고전압기, 애관 등에 널리 쓰이고 있습니다.
석영 그래스 제품은 깨끗이 유지하는 것이 석영 그래스 제품을 보다 오래 쓸 수 있는 비결입니다. 불순물이 제품 표면에 조금이라도 붙은 상태로 높은 온도에서 사용하면 이 부분이 실투(失透)되어 이 부분뿐만 아니라 다른 부분까지도 실투현상이 촉진되어 제품의 수명이 짧아집니다. 석영 그래스 제품의 용도는 고순도를 목적으로 하며, 또한 높은 온도에서의 사용이 주된 목적입니다. 따라서 깨끗한 작업 환경에서 주의 깊게 다루어 주십시오.
제품을 맨손으로 취급하지 않도록 해주십시오.
제품을 보관할 때에는 비닐봉지 등에 넣는다든지
더렵혀지지 않게, 그리고 먼지 등이 붙지 않도록 해주십시오.
석영 그래스 제품에 묻은 때를 없애려고 할 때에는 보통 5~10%정도의 불산에 10분정도 담구어 두었다가 세척할 것을 권합니다. 불산으로 세척한 다음에는 물로서 충분히 세척해서 건조시켜 주십시오. 세척하는 동안에는 중도에 건조되지 않도록 항시 젖은 상태로 유지하여 마지막에 완전히 건조시켜 주십시오. 때가 묻지 않았을 때에는 알코올을 머금은 가아제 같은 것으로 표면을 가볍게 문질러 주는 것도 좋습니다. 때가 좀처럼 없어지지 않을 경우에는 진한 불산으로 세척하여 주십시오.
석영 그래스는 내열성이 좋아 보통 그래스에 비해서 수십배의 급열 또는 급냉에도 견딥니다.
그러나 이 내열성은 제품의 두께가 두꺼울수록 낮아지므로 대형의 제품, 특히 두껍고 불투명한 석영 그래스는 갑작스런 온도 변화로 인하여 보다 더 잘 갈라지는 수가 있으므로 급열, 급냉 시에는 주의해주십시오.
석영 그래스는 온도가 상승되어도 거의 팽창되지 않으나, 다른 재료는 팽창하기 때문에 다른 재료와 함께 죄어 묶은 채로 온도를 높이면 석영 그래스가 갈라질 수 있으므로 주의하십시오.
투명 석영 그래스의 어니링 포인트는 약 1,190℃, 비틀림 포인트는 약 1,090℃입니다.
이보다 더 높은 온도에서 석영 그래스 제품을 사용한 후 급냉하면 다시 비틀림이 생기는 일이 있으니, 대형제품에는 특히 조심해주십시오.
석영 그래스는 열전도율이 적기 때문에 발연체에 너무 가까이 한다든지 불꽃이 직접 닿는다든지 하면 국부적으로 가열되어 크랙이 생기는 경우가 있습니다. 또 무거운 것이나 긴 판은 1,100℃이상에서는 차츰 변형될 수 있으니 점성을 고려해서 지지(支持)방법을 연구해 주십시오. 특히 대형 제품은 주의를 하십시오.