玻璃的化学强化及应用
玻璃耐磨方法

玻璃耐磨方法:
玻璃耐磨的方法主要包括以下几种:
1.表面涂层:在玻璃表面涂覆特殊的涂层,以提高其耐磨性。
这些涂层通常由硅酮、
氟化物、硬脂酸等物质制成,可以有效地防止玻璃表面被磨损。
2.热处理:通过加热和淬火等热处理手段,可以增强玻璃的硬度和耐磨性。
这种方法
可以使玻璃内部的晶体结构变得更加紧密,从而提高其耐磨性。
3.化学强化:通过将玻璃浸入硝酸盐溶液中进行特殊处理,使其表面形成一层坚硬的
强化层,从而提高其耐磨性。
这种方法常用于制造具有高硬度和耐磨性的玻璃制品。
4.电泳强化:在玻璃表面涂覆一层电泳漆,使其具有抗划痕和耐磨的特性。
这种方法
常用于制造具有高装饰性和实用性的玻璃制品。
5.离子注入:通过将一种或多种元素注入玻璃表面,使其形成一层硬化层,以提高其
耐磨性。
这种方法具有较高的技术含量,但可以显著提高玻璃的耐磨性和使用寿命。
玻璃的化学强化和物理钢化

玻璃的物理钢化法(一)来源:LandGlass浏览量:5553发布时间:2014-11-05 08:32:25物理钢化法的原理就就是把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却,使玻璃表面急剧收缩,产生压应力,而玻璃中层冷却较慢,还来不及收缩,故形成张应力,使玻璃获得较高的强度。
一般来说冷却强度越高,则玻璃强度越大,物理钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。
物理钢化方法很多,按冷却介质来分,可分为:气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。
本文主要介绍气体介质钢化法与液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法气体介质钢化法,即风冷钢化法。
包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。
所谓风冷钢化法就就是将玻璃加热至接近玻璃的软化温度(650~700摄氏度),然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却,以增加玻璃的机械强度与热稳定性的生产方法。
加热玻璃的淬冷就是用物理钢化法生产钢化玻璃的一个重要环节,对玻璃淬冷的基本要求就是快速且均匀地冷却,从而获得均匀分布的应力,为得到均匀的冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生的碎玻璃并应尽量降低其噪音。
风冷钢化的优缺点:风冷钢化的优点就是成本较低,产量较大,具有较高的机械强度、耐热冲击性(最大安全工作温度可达287.78摄氏度)与较高的耐热梯度(能经受204.44摄氏度),而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片,可减轻对人体的伤害。
但就是对玻璃的厚度与形状有一定的要求(所钢化的玻璃最小厚度一般在3mm左右),而且冷却速度慢,能耗高,对于厚度小于3mm的薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形的问题,无法在光学质量要求较高的领域内应用。
适用范围:兰迪钢化炉属于气体介质钢化法,目前气体介质钢化技术应用广泛,多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业。
2、液体介质钢化法液体介质钢化法,即液冷法。
所谓液冷法就就是将玻璃加热到接近软化点后,放人盛满液体的急冷槽内进行钢化。
玻璃化学强化

1 强化理论、工艺及管控简述
2
强化后各性能参数及测试简述 影响强化性能的各类因素分析 强化各因素在各水平下的设计经验总结
3
4
一、强化理论、工艺及管控简述
• 1、强化理论
– 玻璃的强化一般分为物理强化和化学强化。 • 物理强化:将普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工艺条件下,经淬火法或风冷 淬火法加工处理而成。缺点:光学畸变 ;玻璃表面凹凸不平等 。 • 化学强化:是将普通平板玻璃或浮法玻璃通过离子交换方法,将玻璃表面成 分改变,使玻璃表面形成一层压应力层加工处理而成。 缺点:在温差变化大时有自爆(自己破裂)的可能性。 化学钢化法又称离子交换法,根据离 子交换的机理来改变玻璃表面的化 学组成,使玻璃表面的钠离子与来 自外界的离子半径较大的碱金属离 子(一般为钾离子)进行交换,在 玻璃表面产生压应力层,从而提高 了玻璃的强度。
一、强化理论、工艺及管控简述
• 2、强化工艺简述
– 由于我司所进行的强化方式是化学强化方式,所以具体的强化工艺如下:
预热
强化
退热
二次抛光
OK
强度测试
NG
清洗
再次强化
一、强化理论、工艺及管控简述
• 3、强化工艺的具体管控
– 3.1、半自动强化炉
左预热/冷却炉 强化炉 右预热/冷却炉
控制柜
预热:玻璃化学强化前需要预先 预热 从常温缓慢升温到一定温度, 缩短强化前玻璃与强化液的温 差。若直接将玻璃从常温状态 放入强化炉中,则很容易产生 崩边及裂片不良。 预热温度:350±10℃(设定350℃) 预热时间:3h。 强化:在玻璃预热完成后,通过 强化 控制柜将预热炉移至强化炉上方, 并将产品降至强化液中。 强化温度:420℃(设定420℃); 强化时间:7.5h。 冷却:强化完成后,吊上产品并在 冷却 强化炉上方滴完强化液,然后将预 热炉在移至边上,通过控制柜将预 热炉调至冷却。 打开炉盖温度:200℃ 降下产品温度:100℃
玻璃物理强化和化学强化的原理及区别

强化效果
物理强化
物理强化的效果主要取决于玻璃表面的应力分布和应力值的大小,可以提高玻璃 的抗机械应力和抗冲击性能,但不易提高其抗化学腐蚀能力。
化学强化
化学强化的效果主要取决于离子交换的程度和压应力层的厚度,可以显著提高玻 璃的抗机械应力和抗化学腐蚀能力,但不易提高其抗冲击性能。
应用领域
物理强化
适用于需要提高玻璃抗机械应力和抗 冲击性能的领域,如建筑、汽车、家 电等。
纳米增强材料
纳米增强材料能够显著提高玻璃的力学性能和热稳定性,是未来玻璃物理强化和化学强化的重要研究方向。
技术创新
ห้องสมุดไป่ตู้
新型强化工艺
随着对玻璃强化机理的深入理解,新型 强化工艺如离子注入、激光熔融、等离 子体处理等不断涌现,这些新工艺能够 进一步提高玻璃的强度和韧性。
VS
智能化强化技术
利用人工智能和机器学习技术,实现玻璃 强化过程的智能化控制,提高强化质量和 效率。
对其他行业的影响
建筑行业
强化玻璃在建筑领域的应用,如幕墙、隔断等,提高了建筑的安全 性和美观度,同时也为建筑设计提供了更多的选择和创意。
家居装饰行业
强化玻璃在家庭装修和家具制作中的应用,如餐桌、茶几等,不仅 增加了家居的美观度,还提高了家居的安全性和耐用性。
电子行业
强化玻璃在电子产品中的应用,如手机、平板电脑等,提高了产品的 质量和用户体验。
化学强化
适用于需要提高玻璃抗机械应力和抗 化学腐蚀能力的领域,如电子产品、 光学仪器、医疗器械等。
04
物理强化和化学强化的发展 趋势
新材料的应用
新型玻璃材料
随着科技的发展,新型玻璃材料如石英玻璃、硼酸盐玻璃、金属玻璃等不断涌现,这些材料具有更高的强度、耐 热性和耐腐蚀性,为物理和化学强化技术的发展提供了更多可能性。
玻璃的化学强化及应用

玻璃的化学强化以及应用翻译和整理:苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人:小林启二岸井贯横田良助川西宣男(1)前言我们通常使用的玻璃比较脆弱,也很容易坏掉。
它的抗折度数为几kg/mm2左右,直至破坏要延伸到10-3以下。
例如铁的抗折强度大约为70kg/mm2,它能延伸几个百分点,所以比起数十个百分点来,它没有优势。
玻璃之所以会破碎,也就是因为玻璃表面的裂缝周围张应力比较集中。
假设一块玻璃没有裂缝等缺陷,也不存在外力的作用,这时候就要考虑构成分子结合力的理论强度了。
比如石英玻璃的理论强度是1200kg/mm2左右。
对表面存在压应力的玻璃进行处理,要让外力引起的张力抵消掉原来的内应力的话,需要很高强度的玻璃。
像这样的处理方法叫做“风冷强化法(即物理强化)和化学强化法”风冷强化法使用于平板玻璃行业,产量很高。
化学强化玻璃是将玻璃浸泡在溶解盐中,出现了比玻璃表面离子半径更小的离子,化学强化玻璃比物理强化玻璃的强度大三倍以上,适用于复杂形状或者很薄的玻璃,强化之后形状不会发生变化。
并且强化之后的玻璃也可进行切割以及加工。
缺点就是强化处理的时间比较长,但如果处理一批数量比较多的产品的话,这个缺点也就不明显了。
这种化学强化玻璃特别适用于眼镜镜片,手表的表面玻璃等等。
(2)离子交换的强化基础2.1 由离子交换产生的压应力Kistler(金属陶瓷材料研究所的理学博士)发现通过离子交换使大的离子和玻璃内更小的离子交换时会产生压应力。
但是为了提高强度,表面的压应力层深度必须要达到30-50μm。
其扩散程度的大小依赖于玻璃的内部构成。
这时候,就开始着手对最适合于玻璃构成的强度进行研究。
2.2 离子交换及扩散应力的大小是和离子半径的差到预想的弹性论很接近。
如果看成是两种离子相交换,相互扩散系数看成D´D´=(D A D B/N A D A+N B D B)*(зlna A/зlnN a)公式1这个公式在玻璃中是存在的。
介绍3c玻璃的特点和用途作文

介绍3c玻璃的特点和用途作文英文回答:3C glass, also known as chemically strengthened glass,is a type of glass that has been treated with a special chemical process to increase its strength. One of the main characteristics of 3C glass is its high resistance to scratches and impacts, making it an ideal material for electronic devices such as smartphones, tablets, and laptops. In addition, 3C glass has excellent transparency and clarity, allowing for a high-quality display and touch sensitivity on electronic screens. Moreover, 3C glass isalso known for its resistance to thermal shock and chemical corrosion, making it a durable and long-lasting materialfor electronic devices.中文回答:3C玻璃,也被称为化学强化玻璃,是一种经过特殊化学处理增强强度的玻璃。
3C玻璃的主要特点之一是其高抗刮擦和冲击的能力,使其成为智能手机、平板电脑和笔记本电脑等电子设备的理想材料。
此外,3C玻璃具有优异的透明度和清晰度,可实现电子屏幕的高质量显示和触摸灵敏度。
此外,3C玻璃还以其抗热震和化学侵蚀的能力而闻名,使其成为电子设备耐用且持久的材料。
玻璃的化学强化和物理钢化

玻璃得物理钢化法(一)来源:LandGlass浏览量:5553发布时间:2014-11—0508:32:25 物理钢化法得原理就就是把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却,使玻璃表面急剧收缩,产生压应力,而玻璃中层冷却较慢,还来不及收缩,故形成张应力,使玻璃获得较高得强度。
一般来说冷却强度越高,则玻璃强度越大,物理钢化得玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上.物理钢化方法很多,按冷却介质来分,可分为:气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。
本文主要介绍气体介质钢化法与液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法气体介质钢化法,即风冷钢化法。
包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。
所谓风冷钢化法就就是将玻璃加热至接近玻璃得软化温度(650~700摄氏度),然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却,以增加玻璃得机械强度与热稳定性得生产方法。
加热玻璃得淬冷就是用物理钢化法生产钢化玻璃得一个重要环节,对玻璃淬冷得基本要求就是快速且均匀地冷却,从而获得均匀分布得应力,为得到均匀得冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生得碎玻璃并应尽量降低其噪音.风冷钢化得优缺点:风冷钢化得优点就是成本较低,产量较大,具有较高得机械强度、耐热冲击性(最大安全工作温度可达287。
78摄氏度)与较高得耐热梯度(能经受204。
44摄氏度),而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片,可减轻对人体得伤害。
但就是对玻璃得厚度与形状有一定得要求(所钢化得玻璃最小厚度一般在3mm左右),而且冷却速度慢,能耗高,对于厚度小于3mm得薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形得问题,无法在光学质量要求较高得领域内应用。
适用范围:兰迪钢化炉属于气体介质钢化法,目前气体介质钢化技术应用广泛,多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业.2、液体介质钢化法液体介质钢化法,即液冷法.所谓液冷法就就是将玻璃加热到接近软化点后,放人盛满液体得急冷槽内进行钢化。
化学强化保护玻璃发展历程、趋势、应用

报告人:戚治东
目录
第 二 部 分
◇化强玻璃发展历程 ◇各高铝玻璃厂家发展历程 ◇高铝玻璃新的应用与展望
2019/11/26
2
一、化学强化玻璃发展历程
1、各类型玻璃发展历程及质量分数(铝硅玻璃质量分数参考康宁)
玻璃类型 钠钙玻璃
铝硅玻璃 GG3
主要生产厂 发布、应用
家
年份
2019/11/26
7
化学强化玻璃发展历程
从钠钙玻璃到锂铝硅玻璃,玻璃的发展以促进离子交换能力为主要发展方向,通
过扩大玻璃骨干网络结构、增加离子交换能力,来获得更高的表面压应力,与更深的 应力层深度,以此来进一步提升化学强化玻璃的最终机械强度。但是随着玻璃的不断 减薄,目前强化后锂铝硅玻璃双面应力层总深度已经达到玻璃厚度的1/3,甚至1/2,其 内部张应力过大,导致强化玻璃安全性能降低。通过调整骨干网络结构的大小,提高 离子交换能力,来提高强度性能的空间已经极为有限。
2019/11/26
14
二、市场上高铝玻璃及厂家
1.4 德国肖特高铝玻璃发展相关历程
德国肖特公司在光学玻璃领域具有全球领先优势,利用在光学玻璃领域方面的 研发和熔化实力,2009年在原有锂铝硅玻璃基础上研发了一款可满足化学增强的 产品(牌号LAS-40),采用浮法成型,产线规划15t/d,产品厚度规格为0.71.3mm;2010年后续推出LAS-80、AS87eco产品;2012年底采用浮法工艺推出 Xensation Cover(简称XC)碱铝硅酸盐玻璃,性能更优,品质更好;2017年肖特 推出新肖特锂铝硅酸盐产品,二次强化后形成复合压应力玻璃,目前已经在Vivo手 机盖板玻璃上实现量产。XC和AS87eco产品性能见下表:
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玻璃的化学强化以及应用翻译和整理:苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人:小林启二岸井贯横田良助川西宣男(1)前言我们通常使用的玻璃比较脆弱,也很容易坏掉。
它的抗折度数为几kg/mm2左右,直至破坏要延伸到10-3以下。
例如铁的抗折强度大约为70kg/mm2,它能延伸几个百分点,所以比起数十个百分点来,它没有优势。
玻璃之所以会破碎,也就是因为玻璃表面的裂缝周围张应力比较集中。
假设一块玻璃没有裂缝等缺陷,也不存在外力的作用,这时候就要考虑构成分子结合力的理论强度了。
比如石英玻璃的理论强度是1200kg/mm2左右。
对表面存在压应力的玻璃进行处理,要让外力引起的张力抵消掉原来的内应力的话,需要很高强度的玻璃。
像这样的处理方法叫做“风冷强化法(即物理强化)和化学强化法”风冷强化法使用于平板玻璃行业,产量很高。
化学强化玻璃是将玻璃浸泡在溶解盐中,出现了比玻璃表面离子半径更小的离子,化学强化玻璃比物理强化玻璃的强度大三倍以上,适用于复杂形状或者很薄的玻璃,强化之后形状不会发生变化。
并且强化之后的玻璃也可进行切割以及加工。
缺点就是强化处理的时间比较长,但如果处理一批数量比较多的产品的话,这个缺点也就不明显了。
这种化学强化玻璃特别适用于眼镜镜片,手表的表面玻璃等等。
(2)离子交换的强化基础2.1 由离子交换产生的压应力Kistler(金属陶瓷材料研究所的理学博士)发现通过离子交换使大的离子和玻璃内更小的离子交换时会产生压应力。
但是为了提高强度,表面的压应力层深度必须要达到30-50μm。
其扩散程度的大小依赖于玻璃的内部构成。
这时候,就开始着手对最适合于玻璃构成的强度进行研究。
2.2 离子交换及扩散应力的大小是和离子半径的差到预想的弹性论很接近。
如果看成是两种离子相交换,相互扩散系数看成D´D´=(D A D B/N A D A+N B D B)*(зlna A/зlnN a)公式1这个公式在玻璃中是存在的。
A是玻璃中溶解出来的离子,B是从溶解盐中进入的离子,D A D B是各个离子在玻璃中自身的扩散系数,N A N B是玻璃中离子的分子mol率,a是离子的活性。
D A D B是用放射性同位元素跟踪法来进行试验的。
一般情况下D B<D A,所以要使D´变大,D B/зlnaA /зlnNa=n就必须要变大n对于Na+与Ka+交换来讲是1,对于Ag+与Li+交换,Ag+与Na+交换来讲就是1.4-3.2了。
玻璃表面D´的值D´s的重量增加法D´s=(1/t)*[M2/(W A–W B)/W A]*[π/4*(R2O的分子率*d)2]公式2t是分子交换的时间,M是单位面积内增加的重量,W是离子的原子量,d是玻璃的比重。
D、D´随着温度的上升而增大。
所看到的活性化能量是20-30kcal/mol离子半径变大,扩散大的都是碱离子,包括CU+,Ag+,Tl+等。
2.3离子交换以及玻璃组成所进入的速度和深度与玻璃的构成有着直接性关系。
要让其容易进入并让玻璃的强度高就要让mol比接近1,有种Na2O/Al2O3碱氧化铝型玻璃。
在碱氧化铝二氧化硅三种成分的玻璃当中,Na2O/Al2O3=1时氧化铝变成AlO4,离子交换的扩散度以及强度都达到最大。
分别为burggraaf与lacy。
B2O3,ZrO2与Al2O3以及SiO2的一部分进行交换时让离子交换的速度没有变慢。
关于2元离子,ZrO,MgO让离子交换的速度保持不变,让化学强化更加持久。
两种碱离子相混合,预想可能会让离子的扩散速度减慢,在低温状态下的离子交换产生应力让整个网络形态发生变化,混合碱的效果基本就不明显了,把D´带入公式1,这样假设Na+Ka+混合玻璃就比不含K+的玻璃DB 即DK要大,再把数据带入公式1,求出D´比混合玻璃的数值要大。
另一方面,由于混合玻璃的Na+含量比较少,表面产生的应力比较少,但比较有利于深度方面的进行。
2.4 应力的缓和在离子交换的过程中,产生了与大离子进入时产生的应力相平行的应力,这个公式如下所示。
θσ/θt=- σ/τ+λ´*(△V/3V)*E8c/(1-νθt)公式3σ表示应力,t表示时间,τ表示缓和时间,E是弹性模量,ν是弹性比,c是进入离子的浓度,△V/3V是离子交换所伴随的体积的变化。
右边第一项是有粘性流动而引起的应力缓和,τ=6η(1-v)/E. η是粘性系数。
右边第二项是有离子交换而引起的应力的增大,与根号D´/t成比例。
把这个表示成k*根号D´/t。
用公式3公式4和公式4能解答出来。
当t=0.85τ时,σ的值最大,再大值就变小了。
(3)实验3.1 强度的判定方法判定玻璃强度最一般的方法是根据4点支持法的抗折强度测定法。
关于4点支持法,玻璃在一定条件的基础上进行有损破坏,用这种方法来评判比较普遍。
另一方面,也有将玻璃制品进行耐冲击性实验——将玻璃(如手表的面玻璃)进行落球冲击实验。
还有会将样品的一部分作为测定的材料,用小石子在上面压,压到玻璃破坏时来测定它的强度。
后来将这种方法改良,制作出定速加重型的强度试验器,这个装置有利于对各种灯用玻璃进行强度判定。
3.2 化学强化玻璃的强度、硬度的测定我们采用SiO2-Al2O3-ZnO-B3O3-R2O系(R=Na,K),SiO2-B2O3-ZnO-PbP-R2O系(R=Na,k)玻璃做实验。
制作一个直径为3mm的棒,用4点支持法的玻璃强度试验器进行强度测定。
一边反复旋转玻璃棒,让上面的SiC粉末掉落约加伤10μm之后所测定的强度就是加伤强度。
用硬度为Leitz的微小硬度计进行测定。
之后就是强化方法,长约10cm被切断的玻璃棒,保证不要破裂,浸泡在KNO3系以及KNO3-AgNO3系溶解盐中一定时间后进行Na+与K+ ,Na+与Ag+的交换。
3.3 表面压应力层的测定根据带有水晶楔的显微光弹性装置,来观测玻璃的表面应力。
将强化玻璃的断面厚度切割加工约0.4mm,将这个薄片和玻璃用粘合剂粘住,制作成显微镜用标本。
观察强化玻璃的断面,由于表面有很强的压应力,所以干涉条纹(应力条纹)从正规的位置开始移位、根据移位的变化,就可以读取到光弹性数据。
这个数据记作R,光弹性常数用c来表示,显微镜用标本的厚度看成是t,那就可以得出表面压应力as的计算公式as =R/ct公式5将偏光镜用直交尼克尔法莱检测样品的话,压应力层部分可以清楚的看见,也就可以测定应力层深度了(4)结果4.1 机器的强度讲二、三个具有代表性的玻璃进行离子交换,,强化玻璃的强度如图1、2所示。
平均强度是10个实验材料的平均值。
图1是SiO2-B2O3-ZnO-PbP-R2O系玻璃强化后的强度以及外力强度。
通过这个我们可以判定,根据时间以及温度的不同,由于扩散也有差别,所以也有很大的强度之差。
一加外力,强度就就下降,但是尽管如此也比未强化的玻璃强度大6倍左右。
图2是SiO2-Al2O3-ZnO-B3O3-R2O系玻璃强化后的强度以及外力的强度。
其数值一般都比图1高。
图2的玻璃是碱性氧化铝二氧化硅系的玻璃,这种玻璃中含有的氧化铝接近于AlO4的构造,所以很容易就扩散开来。
在图2中,最高的外力强度是未强化过玻璃的7倍以上。
Burggraaf认为碱性氧化铝二氧化硅玻璃的碱离子和Ag+离子的交换会让玻璃的强度更高。
这种情况下强化时间可以缩短30分钟-1小时。
4.2 相互扩散系数将玻璃浸泡在硝酸钾中的适合,玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子相会扩散开来。
这种情况下,更加大的钾离子进入玻璃时相互扩散系数D´可以用公式2的重量法算出。
参照二、三测定的例子,图1的SiO2-B2O3-ZnO-PbP-R2O系玻璃中,400℃-24小时处理的D´=0.356*10-11cm2/s。
430℃-24小时处理的D´=1.03*10-11cm2/s。
图2所示的SiO2-Al2O3-ZnO-B3O3-R2O系玻璃,400℃-24小时处理的D´=1.99*10-11cm2/s ,430℃-24小时处理的D´=2.75*0-11cm2/s。
也就是说铝含量高的玻璃,在同一条件下表现出更高的扩散系数。
而且含铝量高的玻璃表现出更高的强度。
(7)未处理玻璃的施加外力速度(8)玻璃[1]的施加外力的速度(9)玻璃[2]的施加外力的速度(10)玻璃[3]的施加外力的速度图1 溶解于KNO3中SiO2-B2O3-ZnO-PbP-R2O玻璃的平均强度以及施加外力的强度4.3 表面压应力的测定化学强化玻璃的断面,具有代表性的显微镜的光弹性图片如图3所示。
图3(a )的表面应力不缓和,应力条纹曲线比较激烈,表现出很强的压应力。
图3(b )的应力层比较深,应力分布比较缓和。
应力一缓和,表面的压应力就减弱,强度也就相应变弱。
对于具有一定的化学构成的玻璃来说,表面压应力会在一定的强化温度以及时间内达到最大值。
再身高温度或者加大时间的话,离子就会在内部扩散,内部构造也就会相应发生变化,强度也就会变弱。
接着,来进行检测具有代表性的强化玻璃在各种强化条件下产生的表面压应力以及应力层的深度。
结果如图4。
根据图中所示,可以看到表面压应力与应力层深度根据时间和温度的不同而发生很大的变化。
在扩散不充分的条件下,表面的应力以及深度都很小。
要是时间过长或温度过高又会产生应力变弱,强化深度也变厚。
图4中的SiO 2-Al 2O 3-ZnO-B 3O 3-R 2O 系玻璃,最适合的强化条件是将表面压应力达到50kg /mm 2以上,并且深度要达到30μm 左右。
(7) 未处理玻璃的施加外力速度 (8) 玻璃[1]的施加外力的速度 (9) 玻璃[2]的施加外力的速度 (10)玻璃[3]的施加外力的速度图1 溶解于KNO3中SiO 2-B 2O 3-ZnO-PbP-R 2O 玻璃的平均强度以及施加外力的强度玻璃(a)正常的应力分布曲线(b)应力缓和曲线图3 通过光弹性原理检测的离子交换玻璃应力分布4.4 硬度为了让化学强化玻璃中大离子更加能占据小离子的位置,内部构造就要更加密切相接。
因此也需要玻璃的硬度达到相应的要求,比如,为了进行离子交换,会将硬度提高两三成。
用Leitz 的微小硬度计测定的玻璃的裂缝痕的宽度以及深度如图5所示。
玻璃的裂痕也表现为裂痕的宽度以及深度。
以一定的力气用钻石在玻璃上划过,痕迹的宽度小并且浅的话就说明玻璃的硬度比较高。
通过离子交换过的玻璃与普通没有经过强化的玻璃在相同条件下用同种物品划破,前者比后者的刮痕浅。
图4 溶解于KNO3中SiO 2-Al 2O 3-ZnO-B 3O 3-R 2O 玻璃的表面压应力以及深度表面压应力kg /mm 2压应力的深度μ5 (应用)化学强化玻璃应用比较广泛。