본 연구는 이온교환에 의한 Li2O-AI2O3 계 결정화유리의 강화에 관한 연구이다. 모유리의 이온교환 전후의 강도를 비교하였으며, 결정화유리의 결정화전후에 이온교환에 따르는 강도를 상호 비교하였다. 그 결과 모유리의 Na+이온교환에 따른 최대 강도값은 450˚C-3hr의 열처리 조건하에서 최고 6배(60Kg/mm2)의 강도값을 나타내었으며, 결정화후 이온교환에 따른 강도증가는 450˚C-1hr의 열처리 조건하에서 최고 10배의 강도증대효과를 보였다. 한편 과도한 이온교환 열처리조건하에서는 응력이완현상을 나타냄을 알 수 있었다.

본 연구는 Lithium Alumino Silicate 기본계에 핵형성제로 TiO2와 ZrO2를 사용하여 기본유리를 제조하고 열처리에 따른 β-quartz고용체의 미결정 형성과정을 분석하였다. 또한 β-quartz고용체의 형성에 따른 열적 특성과 광학적 특성을 비교하였다. 그 결과, 기본 유리의 열팽창 계수는 45~ 55 × 10-7 cm/˚C였으며, 결정화 시편의 열팽창 계수는 -8~ +8 × 10-7cm/˚C (25˚C ~ 525˚C)였다. 900˚C이하에서 열처리된 Glass Cermics의 결정은 β-quartz 고용체가 형성되었고, 결정의 크기가 0.21μ m를 초과하지 않았으며, 최고의 투광도는 80%이상을 나타냈다. RO성분을 MgO와 ZnO를 사용한 경우보다 MgO 단독으로 사용한 시편을 결정입자의 크기가 온도에 의존하지 않고 일정함을 나타냈으며, ZnO의경우는 입자의 크기가 최소값(0.18μ m)을 보이며 온도의존성이 크게 나타냈다.

여러가지 화학 조성을 갖는 aluminium titanate mullite복합제는 AI2O3분말을 알콜 분산용액에서 Si(OC2H5)4과 Ti(OC2H5)4의 단계적인 가수 분해로 합성되었다. Mullite함량이 20-50vol%인 소결체(1600˚C/2h)는 비교적 높은 강도와 낮은 열팽창 계수를 갖는 aluminium titanate를 개발할 수 있는 가능성을 보였다. 이와 같은 결과는 mullite로 인한 aluminium titanate의 입자 크기의 억제와 미세균열에 의하여 얻어졌다. aluminium titanate의 함량이 70-80vol% 복합재료는 우수한 열충격 저항성을 지녔으며 상온 강도는 31-45MPa이었다. 열충격 저항성, 영률, sound velocity화 열팽창 계수가 연구되었다.

Alumimium Titanate-Mullite 복합체는 Al2O3분말 알콜용액에서 Si(OC2H5)4와 Ti(OC2H5)4 의 단계적인 가수분해로 합성하였다. Sol-Gel 방법으로 합성된 모든 분말은 비정질과 단분산이고 좁은 분말크기의 분포를 보였다. 소결체(1600 ˚C/2h)는 임계분해온도인 1100˚C에서 100시간 동안과 750와 1400˚C 100시간동안 반복적인 열적 내구성 및 열충격 시험을 수행하였다. 가장 좋은 열적 내구성은 aluminium titanate함유량이 70rhk 80vol%일때 얻어졌으며, 이들은 위 실험을 한후 아주 적은 미세구조와 열팽창 곡선의 변화를 나타내었다. 소결체 미세구조의 붕괴는 주사현미경, X-선회절분석과 Dil-atometer로 연구하였다. 위 연구는 이와같은 과정에 의하여 합성된 aluminium titanate-mullite복합체의 서비스 수명을 예상하기 위하여 시도되었다.

본 연구는 computerdisk drive와 VTR head에 사용되어 지고 있는 ferrite head cores의 gap 형성에 적합한 유리의 봉착특성에 관하여 고찰하였다. 유리의 특성측정은 열팽창 계수, 미세경도, 내마모성을 측정하였으며 계면에서의 원소 농도분포는 WDS에 의해 관찰하였고 젖음성은 고온 현미경으로 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. PbO-B2O3계 봉착용 유리에 있어서 PbO의 함량이 증가함에 따라 열팽창계수와 마모량이 증가하였으며 B2O3함량이 증가함에 따라서는 열팽창계수와 마모량이 감소하였다. 2. PbO-B2O3계 유리에 있어서 contact angle은 PbO함량에 주로 영향을 받는다. 3. 열팽창계수의 증가에 따라 봉착온도는 비례적으로 낮아지는 경향을 나타내었다. 4. Mn-Zn single crystal ferrite와 PbO-B2O3계 봉착용유리의 융착 계면에서의 확산은 ferrite성분이 glass측으로 소량확산이 이루어졌으며 봉착 열처리 시간에 따라서는 거의 영향을 받지 않았다.

PbO 77-80wt%, ZnO 4.5-6wt%, B2O3 7.5-8.5wt%, TiO2 3-7wt%, P2O5 0.5-2wt%의 조성을 갖는 IC Package봉착용 저융점(400-460˚C) 결정화유리 frit를 제조하였다. DTA-TMA, X-선 회절분석, SEM 등을 이용하여 봉착용 유리의 결정화 특성을 연구하였다. TiO2 함량이 3wt% 함유시료는 420-440˚C에서 2PbO·ZnO·B2O3의 결정이 균일성장하였다. TiO2 함량이 4wt% 첨가된 시료는 420-440˚C에서 2PbO·ZnO·B2O3와 PbTiO3 결정이 섞여서 혼합결정을 이루고 있었다. 또한 TiO2 5wt% 첨가된 시료는 440-460˚C에서 perovskite PbTiO3 결정만 석출되었다.