板ガラスの破壊、強度、強化 〜基礎理論から破壊メカニズム、強度評価、強化技術まで〜
第1章 ガラスの基礎

1 はじめに
2 板ガラスの概念
 2.1 ガラスとは?
 2.2 板ガラスの一般的性質
 2.3 板ガラスの原料と製造方法
 2.4 板ガラスの主な商品
  2.4.1 フロートガラス
  2.4.2 網(線)入りガラス
  2.4.3 合わせガラス
  2.4.5 熱強化ガラス
  2.4.6 化学強化ガラス
3 ガラス物性
 3.1 SI単位
 3.2 機械的特性
  3.2.1 応力-歪曲線(縦弾性係数)
  3.2.2 硬度
 3.3 熱的特性
  3.3.1 熱の移動
  3.3.2 熱伝導率
  3.3.3 熱膨張率
  3.3.4 粘性
4 ガラス組成と加成性

第2章 ガラス破壊の基礎

1 はじめに
2 歪と応力
3 Griffith flaw
4 脆性破壊と延性破壊
5 圧縮応力と引張応力
6 主応力と垂直応力則
7 負荷モードと破壊
 7.1 曲げ破壊
 7.2 疲労破壊
 7.3 遅れ破壊
 7.4 鋭利な物体による破壊
 7.5 ヘルツ破壊
 7.6 熱割れ
 7.7 熱衝撃破壊
 7.8 異物混入による破壊
8 破壊始点(Fracture origin)
9 応力拡大係数(Stress intensity factor)
10 雰囲気の影響
 10.1 K1-V曲線
 10.2 水分の影響
11 ワイブル解析 (Weibull analysis)
 11.1 ワイブル解析とは
 11.2 ワイブル係数の算出
12 ガラス商品による破壊の違い
 12.1 フロートガラスの破壊
 12.2 網(線)入りガラスの破壊
 12.3 合わせガラスの破壊
 12.4 熱強化ガラスの破壊
 12.5 化学強化ガラスの破壊

第3章 ガラス強度試験法

1 はじめに
2 3つのレベルと対応商品
3 Strengthレベル
 3.1 3点曲げ(1点負荷2点支持)試験法
 3.2 4点曲げ(2点負荷2点支持)試験法
 3.3 同心円負荷曲げ法
 3.4 強度測定時の留意点
4 Safetyレベル
 4.1 熱強化ガラスの破砕試験
 4.2 衝撃試験
5 Securityレベル
 5.1 防犯ガラス試験
 5.2 防弾ガラス試験
 5.3 台風災害試験
 5.4 爆波(衝撃波)試験
6 新たな強度試験法
 6.1 反力試験法(Repulsive force method)
 6.2 Quasi-static試験法(Quasi-static method)

第4章 強化ガラスの製造とその強化メカニズム

1 はじめに
2 Prince Rupert’s drop
3 熱強化ガラスの強化メカニズム
 3.1 過渡熱応力に基づく考え方
 3.2 熱収縮による考え方
 3.3 熱収縮の差による考え方
 3.4 室温近傍の熱収縮に基づく考え方
 3.5 瞬間凍結理論
 3.6 パーティモデルによる熱強化メカニズム
 3.7 熱伝達係数、Biot数、Fourier数
4 易強化性
 4.1 易強化性とは
 4.2 易強化性とガラス組成
 4.3 ガラス組成の変更に基づく結果
5 熱強化ガラスの製造
 5.1 熱強化ガラスの製造と装置
 5.2 熱強化ガラスの製造
 5.3 種々の製造方法
  5.3.1 浸漬強化法
  5.3.2 固体接触法
  5.3.3 水ミストスプレイ法
  5.3.4 衝撃波併用による空冷法
6 化学強化ガラス
 6.1 化学強化ガラスの製造とその強化メカニズム
 6.2 化学強化ガラスの問題点と対策
 6.3 化学強化ガラスの反り対策

第5章 熱強化ガラスにおけるクラック伝播と分岐現象

1 はじめに
2 従来の知見
 2.1 クラック伝播
 2.2 クラック分岐
  2.2.1 限界速度到達後のエネルギ解放説
  2.2.2 2次的なクラック生成とその合一説
 2.3 反射波の影響
3 高速度撮影と主な観察結果
 3.1 Cranz-Schardin型高速度カメラ
  3.1.1 観察装置および方法
  3.1.2 主な観察結果
 3.2 光弾性法
  3.2.1 観察装置および方法
  3.2.2 主な観察結果
 3.3 Caustics法
  3.3.1 観察装置および方法
  3.3.2 主な観察結果
  3.3.3 動的応力拡大係数
 3.4 ホログラフィ干渉計法
  3.4.1 観察装置および方法
  3.4.2 主な観察結果
4 クラック伝播と分岐現象
 4.1 クラックの連結現象
 4.2 応力σCRの概念
 4.3 2つのクラック衝突による新たなクラックの生成
 4.4 二股分岐および枝分かれ分岐の生成と特徴

第6章 ガラスの切断

1 はじめに
2 ガラス切断の基本的な考え方
3 ガラス切断液の影響

第7章 強度測定から推定するガラス構造

1 はじめに
2 ガラスに関する従来の知見
3 Quasi-static試験結果
4 ガラスは固体か液体か


 
板ガラスの破壊、強度、強化 
〜基礎理論から破壊メカニズム、強度評価、強化技術まで〜
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