스마트폰 커버 유리로 폭발적으로 보급된 '화학 강화 유리'의 강도를 국소 평가하는 신기술을 도호쿠 대학 그룹과 유한회사 오리하라 제작소가 공동 연구에 의해 개발했다.
화학 강화 유리란, 이온 반경이 큰 원자를 침투시키는 것에 의한 「패킹 효과」(유리의 메쉬 구조가 압박되는 현상)를 이용하여, 표면에 압축 응력을 준 유리를 말한다.균열이나 상처에 대한 내성을 가지기 위해, 스마트폰이나 태블릿 등의 커버 유리로서 최근 폭발적으로 보급되어 왔다.
한편, 화학 강화 유리의 강도를 높은 공간 정밀도로 평가할 수는 없었다고 한다.화학강화유리의 강도는 잔류압축응력과 그 공간분포에 크게 좌우되지만, 미소구조의 관점에서 기존의 검사방법에서는 수 mm~cm 정도가 한계였기 때문이다.
본 연구자들은 지금까지 라만 분광법이라는 계측 방법에 의해 유리 구조를 특징짓는 연구를 진행해 왔다.이번에, 이 지견을 살려, 현미 라만 분광과 막힘 효과에 근거한 잔류 응력의 국소 평가식을 이끌기에 성공했다.이 평가식은, 유리의 조성이나 메쉬 구조에 관한 정보를 포함하기 때문에, 잔류 압축 응력의 공간 분포를 ㎛의 정밀도로 구할 수 있다.이것에 의해, 시판의 화학 강화 유리의 잔류 응력 분포를 레이저광에 의해 높은 공간 분해능으로 비파괴·비접촉으로 평가하는 것이 가능해졌다.
본 방법에 의해 강화 유리의 강도의 주체가 되는 기원을 밝힐 수 있다고 생각되고, 보다 치밀한 강화 유리의 디자인이 가능해질 것으로 보인다.앞으로 '깨지기 어려운'이 아니라 '깨지지 않는' 유리의 개발이나 품질 관리에의 응용이 기대되는 성과라고 할 수 있다.