ガラスの製造において，原料や熔融素地にニッケル成分を含む金属(ステンレス鋼や耐摩耗性金属など)の破片が混入すると，熔解過程で清澄剤として添加された芒硝中の硫黄成分とが反応して硫化ニッケルの異物が液滴状態で形成される．硫化ニッケルは992°C以下でα相として結晶化してガラス製品中の微小異物(平均粒径は150μm前後)となる．これらの異物はガラス製品の厚み方向でランダムに存在する．
　強化ガラス内部の引張り応力層に硫化ニッケル(Nickel Sulfide：NiₓSᵧ)の異物が含まれると，α相からβ相への相転移によって生じる体積膨張で急激なクラックの伸展を引き起こして破損に至ることが知られている．一般にこの現象は自然破損(Spontaneous Breakage)と呼ばれる．このような状況を改善するために，国内外のガラス製造会社や加工業者では製品の出荷前に強化ガラスを所定の温度に加熱して含まれる全ての硫化ニッケルをα相からβ相に相転移させてクラックの伸展と破損によって不良品を工程内で除去するヒートソーク試験(Heat Soak Test)を行っている．
　ヒートソーク試験では，強化ガラスの製品を専用の治具に装着しヒートソーク炉内に挿入して，さらに室温から260±10°Cまで加熱して所定の時間保持するオフライン式と，強化ガラスの製造工程に連続して220±20°Cの炉内に一定時間保持するインライン式とがあり，どちらの技術もISO規格(ISO 20657)によって2017年にそれらの標準的な処理条件が制定された．
　インライン式はオフライン式と比較して強化と冷却の工程に連続して一定温度に加熱された炉内で自動的にヒートソーク試験が実施できるので大量の強化ガラス製品をヒートソーク試験することに適している．しかしながら，建築物や車両搭載用などの大量生産型の強化ガラス以外の比較的小規模な製品や加工に対しては設備投資のメリットが低いために世界的にも未だにオフライン式でのヒートソーク試験を実施している製造所や加工業者が多い．そのために本研究ではオフライン式のヒートソーク試験の条件の最適化を論じていく．

カテゴリ: 物理
質問: 原料や熔融素地にニッケル成分を含む金属の破片が混入すると、熔解過程で清澄剤として添加された芒硝中の硫黄成分とが反応して、何が何状態で形成されますか？
回答: 原料や熔融素地にニッケル成分を含む金属の破片が混入すると、熔解過程で清澄剤として添加された芒硝中の硫黄成分とが反応して、硫化ニッケルの異物が液滴状態で形成されます。