강화유리는 어떻게 만들어지나요?

강화유리는 일반 유리(어닐링 유리)보다 강도가 약 4배 높습니다. 또한, 깨질 때 날카로운 파편으로 산산이 조각나는 일반 유리와 달리, 강화유리는 작고 비교적 안전한 조각으로 부서집니다. 따라서 강화유리는 인체 안전이 중요한 환경에 사용됩니다. 차량의 측면 및 후면 유리창, 출입문, 샤워실 및 욕조 칸막이, 라켓볼 코트, 야외 가구, 전자레인지, 채광창 등이 그 예입니다.

강화유리 가공을 위해서는 먼저 원하는 크기로 절단해야 합니다. (열처리 후 에칭이나 모서리 가공과 같은 추가 가공 작업을 하면 강도가 저하되거나 제품이 파손될 수 있습니다.) 그런 다음 강화유리 가공 과정 중 파손을 유발할 수 있는 결함이 있는지 검사합니다. 사포와 같은 연마재로 유리의 날카로운 모서리를 다듬은 후 세척합니다.
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다음으로, 유리는 배치식 또는 연속식으로 강화 오븐을 통과하는 열처리 공정을 거칩니다. 오븐은 유리를 섭씨 600도 이상의 온도로 가열합니다. (업계 표준은 섭씨 620도입니다.) 그런 다음 유리는 "퀜칭"이라고 하는 고압 냉각 과정을 거칩니다. 단 몇 초 동안 진행되는 이 과정에서 여러 위치에 설치된 노즐에서 고압 공기가 유리 표면에 분사됩니다. 퀜칭은 유리의 바깥쪽 표면을 중심부보다 훨씬 빠르게 냉각시킵니다. 유리의 중심부가 냉각되면서 바깥쪽 표면에서 수축하려는 힘이 발생합니다. 결과적으로 중심부는 인장 상태를 유지하고 바깥쪽 표면은 압축 상태를 유지하게 되는데, 이것이 강화 유리에 강도를 부여하는 요소입니다.

유리는 인장력 하에서 압축력 하에서보다 약 5배 더 쉽게 깨집니다. 일반 유리(어닐링 유리)는 평방인치당 6,000파운드(psi)의 압력에서 깨집니다. 연방 규격에 따르면 강화 유리는 표면 압축 강도가 10,000psi 이상이어야 하며, 일반적으로 약 24,000psi에서 깨집니다.

강화유리를 만드는 또 다른 방법은 화학적 강화입니다. 이 방법에서는 다양한 화학 물질이 유리 표면에서 이온 교환을 일으켜 압축력을 발생시킵니다. 하지만 이 방법은 강화로를 사용하고 급랭하는 방식보다 비용이 훨씬 많이 들기 때문에 널리 사용되지 않습니다.