휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (7)

《 휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (7) 》

지난 시간까지는 판유리를 절단하고, 휴대폰 커버 형상으로 만드는 CNC(면취) 공정에 대해서 알아보았다.

☆ 아래 링크를 걸어두었으니 복습 차원에서 다시 보시는 것도 좋을것 같습니다.

오늘 이 시간에는 화학 강화 공정을 알아보겠다.

휴대폰에 쓰이는 강화유리는 엄밀히 말하면 강화가 되는 유리라고 표현을 하는게 맞을것 같다.

화학 강화전의 유리는 일반적인 유리와 같이 약한 외부 충격에도 쉽게 깨지고 파손이 되기 일쑤인데, 이런 유리를 화학적인 처리를 하게 되면 강도가 증가가 되고 외부충격에도 쉽게 파손이 되지 않는다.

유리의 강화에는 2가지 방법이 있다. 하나는 열을 가한후 퀜칭(갑작스럽게 열을 내림)을 하는 열강화법이 있고, 다른 하나는 유리 밖의 이온과 유리 내부의 이온을 서로 교환하는 이온교환법(Ion Exchange)에 의한 화학강화법이 있다.

열강화는 건축자재와 같은 후판(두꺼운 판) 유리에 적용이 되는 방식이며, 화학강화는 모바일의 커버에 적용하는 박판 유리에 적용이 된다.

여기서는 열강화에 대한 방법은 소개하지 않고 화학강화에 대한 방법만 소개를 할텐데, 열강화나 화학강화 모두 유리 겉표면에 압축응력(Compressive Strength)이 생기고, 유리 내부에 인장응력(Tensile Strength)가 생기게 된다.

일반적으로 재료를 파괴(혹은 파손)할때 가하는 외력은 압축을 시키거나, 인장(잡아당김)을 시키는 2가지 경우가 있다.

쉽게 예를 들자면 종이를 파손(혹은 찢는 행위)시킬때 양손으로 종이를 쥐고 왼손은 왼쪽으로, 오른손은 오른쪽으로 잡아당기면 종이는 파손(찢어짐)이 된다. 반대로 종이를 구겨서 매우 강한 압력으로 누르게 되면 종이는 언젠가 파손이 된다.

물론 종이를 파손시키는 방법은 상식적으로 잡아당기는 인장(Tensile)일때가 쉽다. 이는 종이에만 해당되지 않고 다른 모든 재료에도 해당이 되는 것이다.

문방구에서 파는 지우개도 압축보다는 인장에서 쉽게 파손이 되고, 각종 플라스틱이나 세라믹 재료도 압축이 아닌 인장에서 파손/파괴가 일어난다.

유리도 예외는 아니다. 따라서 유리의 파손(깨어짐)도 유리가 인장을 함으로써 발생되는 것이다.

아래 그림을 보자. 아래 그림은 Stress-Strain Curve라는 것이다.

Stress-Strain Curve

 

여기서 스트레스는 외부로 잡아 당긴 인장력을 말하고, Strain은 잡아당겼을때 얼마나 변형이 되었는가? 다시 말해서 늘어났는가?에 대한 내용이다.

상식적으로 보았을때 잡아당기는 힘이 세면 셀수록 늘어나는 길이는 늘어나고, 언젠가는 찢어지듯이 파괴가 될수 있음을 우리는 안다.

그러한 내용이 아래 그래프에서 표시가 되어있는데, Stress(인장)를 가하면 Strain(변형)이 늘어나는데 Yield Strength(항복력)까지 1차 함수로 선형으로 비례를 하게 된다.

이 구간은 탄성영역(Elastic Region)이라고 하며 Stress를 늘리면 Strain도 늘어나나 Stress를 줄이면 Strain도 다시 줄어드는 영역이라고 할수가 있다. 쉽게 말하면 힘을빼면 원래대로 회복이 된다는 말이다.

그러나 항복력을 넘어서게 되면 소성영역(Plastic Region)이라고 하여 Stress와 Strain의 관계는 선형이 아닌 비선형적 관계를 가지게 된다.

또한 앞서 언급을 하였지만 탄성영역에서는 Stress-Strain이 1차 함수의 선형방정식으로 표현이 가능하며 이 선형방정식의 기울기를 영스모듈러스(Young's Modulus)라고 한다.

예를 들어 이 기울기가 낮게 되면 영스모듈러스가 낮게 되는데, 이 경우에는 잡아당기는 Stress가 적어도 잡아당겨지는 Strain(변형)이 매우 길어져서 말랑말랑하고 푹신푹신한 Ductile한 특성을 가지고 있으며

반대로 기울기가 높으면 영스모듈러스가 높게 되는데, 이경우에는 잡아당기는 Stress가 많아도 잡아당겨지는 Strain(변형)이 짧아져서 매우 딱딱한 재료로 잘 뿌러지는 Brittle한 특성을 가지고 있다고 이해를 하면 될것이다.

 

휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (1)

 

휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (2)

 

휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (3)

 

휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (4)

 

휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (5)

 

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휴대폰에 사용되는 커버(Cover)용 강화유리에 대해서 알아보자. (8) - 完

 

 

 

 

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