ガラス転移

詳しく

ガラス転移（Glass Transition）は、ガラスが冷却過程において液体的な粘性流動挙動から、固体的な弾性・脆性挙動へと変わる温度域のことで、その中心温度をガラス転移温度（Tg）という。Tgは粘度定点における「徐冷点（Annealing point, log η=13）」とほぼ一致し、Bullseye COE90系では約482°C（ASTM測定）である。Tgより高温ではガラスは液体として応力を緩和でき、Tgより低温では固体として応力を保持する。これがアニール（徐冷）でTg付近での保持が重要な理由である。

ガラス転移はガラスが「過冷却液体」である証拠で、結晶固体の融点のような鋭い転移（一次転移）ではなく、数十度にわたる緩やかな転移域として現れる（二次転移的挙動）。冷却速度が速いほどTgが高温側にシフトし、遅いほど低温側に移る。このため「徐冷点は測定法によって若干ずれる」という実用上の注意が必要で、異なるブランドのTg値を比較する際は測定規格（JIS R 3103-2、ASTM C336等）を揃えることが重要。Tgの差異が異種ガラス混用時の応力発生を引き起こす（異種ガラス問題の核心）。

関連概念

過冷却液体（supercooled-liquid）・粘度定点（viscosity-fixed-points）・徐冷域（annealing-zone）・厚み二乗冷却則（thickness-squared-cooling-rule）・Narayanaswamy構造緩和モデル（narayanaswamy-model）・COE（coe）