超薄玻璃化学钢化发展现状分析

超薄玻璃以其优异性能被广泛应用在各个领域,但超薄玻璃因厚度极薄其抗折抗摔能力也大大减小,因此需要通过钢化来增加超薄玻璃的应力,以提升其强度。化学钢化通过离子交换来增加玻璃应力是一种适用于超薄玻璃的强化方式。本文就超薄玻璃的化学钢化发展现状、存在问题进行讨论分析,对超薄玻璃的钢化参数以及应用发展前景进行展望。

化学钢化前后玻璃表面裂纹扩展的实验比较与数值模拟

本工作对手机超薄盖板玻璃表面裂纹萌生及扩展过程进行了实验比较和数值模拟。结果表明:对于未经化学钢化处理的玻璃,在载荷为9.80 N的情况下,裂纹萌生时间为压痕出现后30 s;而对于化学钢化玻璃,即便在严苛环境条件下,在9.80 N的载荷作用下,缺陷压痕处未发现裂纹。ABAQUS数值模拟结果表明:(1)最大主张应力位于压印缺陷的四角,并沿径向向外扩展;(2)化学钢化玻璃的最大主张应力比未经化学钢化的玻璃低465 MPa。数值模拟得到的最大主张应力位置与实际裂纹萌生位置一致。对玻璃表面裂纹扩展行为的认识有助于高强度超薄盖板玻璃的研发。

化学钢化玻璃的激光焊接及其机械强度

超短脉冲激光因具有加工精度高、热影响区小、效率高等优点,在玻璃焊接领域有着广阔的发展前景。在实际场景中玻璃往往通过强化提升自身强度,以满足其应用的可靠性。本文利用红外超短脉冲激光成功实现化学钢化玻璃之间的焊接,通过显微镜观察焊点形状,总结出了焊接功率、频率、速度与焊点尺寸的回归方程,并验证了回归方程的准确性。结果表明:在焊接频率为500 kHz、焊接速度为10 mm/s条件下,随着焊接功率升高,焊接化学钢化玻璃的机械强度先增大后减小,化学钢化玻璃焊接剪切应力最大可达11.09 MPa,拉伸应力最大可达7.10 MPa;激光焊接时化学钢化玻璃不仅受到本身热膨胀的压力还叠加了张应力,更容易造成周围区域的破坏。

浮法超薄玻璃化学钢化及性能研究

本文研究高铝超薄浮法玻璃与浮法钠钙硅玻璃的化学钢化过程。用全自动化学钢化玻璃表面应力测试仪、万能试验机和数显显微维氏硬度计分别测试了样品的表面应力、应力层深度、抗折强度和显微硬度。结果表明:在一定的温度下,随着离子交换时间的增加,高铝超薄玻璃与浮法钠钙硅玻璃的表面应力、抗折强度、显微硬度均出现先增加再到减小的趋势,应力层深度则随着时间的增加而加深。在同样的离子交换制度下,高铝玻璃化学钢化后的力学性能优于钠钙硅玻璃。同时,以浮法工艺生产的玻璃锡面的表面应力小于非锡面的应力,应力层深度也相对小于非锡面的深度。

碱性助剂对玻璃化学钢化性能的影响研究

本文以普通薄玻璃和KNO3为原料,采用低温离子交换法研究了KOH和K2CO3对玻璃化学钢化效果的影响。利用X射线荧光光谱仪、维氏硬度计和扫描探针显微镜,观察了玻璃的成分变化、硬度变化和表面形貌。结果表明,在KNO3熔盐中添加KOH,破坏了玻璃的表面结构,降低了玻璃的硬度;在KNO3中添加质量比为9%的K2CO3,保温4 h,维氏硬度达到672 HV。相比于纯KNO3熔剂,它可缩短2/3的钢化时间,起到了助剂作用。

化学钢化工艺对钢化玻璃耐磨性的影响

采用化学钢化处理工艺对玻璃进行化学钢化处理，化学钢化过程在430～500℃的熔融KNO，中于2～8h下经离子交换处理完成，采用JM-I型漆膜磨耗仪评价化学钢化玻璃的磨损性能，采用光学显微镜对化学钢化玻璃的磨痕表面形貌进行观察，采用CMT5204型电子多功能试验机测定化学钢化玻璃在化学钢化及磨损前后的弯曲强度变化，并结合其磨损量分析其耐磨性．结果表明，在相同摩擦条件（2．5N，80s）下，原片玻璃的磨痕数量较多、深度较大，而经化学钢化处理后玻璃表面的磨痕较浅；化学钢化玻璃摩擦后的残余弯曲强度比未摩擦时下降11％左右，而原片玻璃下降约50％，说明化学钢化可以明显改善玻璃的耐磨性．

退火及化学钢化硅酸盐玻璃的动态弯曲力学行为研究

利用电子万能试验机和改进的分离式Hopkinson压杆装置分别对退火硅酸盐玻璃及化学钢化硅酸盐玻璃试样进行了加载速率为1.67×10^-6 m/s和2.5 m/s的三点弯曲实验,动态加载实验中验证了杆端的加载载荷平衡,确保实验结果的有效性,同时实验过程中利用高速摄像机记录了玻璃试样的动态破坏过程.实验结果表明:由于表面钢化层预压应力的存在,化学钢化玻璃弯曲强度较退火玻璃有较大提高,且强度分散性降低.随着加载速率的提高,玻璃试样的弯曲强度有明显提高,强度分散性有所下降,动态加载条件下试样表现出多裂纹成核扩展的破坏模式.

酸抛光与化学钢化对防眩玻璃力学性能的影响

采用酸腐蚀法制备防眩玻璃,通过酸抛光处理防眩玻璃得到抛光玻璃,再对防眩玻璃和抛光玻璃进行化学钢化。通过2TB型微控电子万能试验机(WDW3020)测试不同玻璃的断裂强度,采用光学轮廓仪NT9100观察玻璃表面的三维立体形貌特征。实验结果发现防眩玻璃和抛光玻璃表面的缺陷和微裂纹较多,同时其断裂强度比玻璃原片有所下降。经过化学钢化处理,防眩玻璃的表面缺陷得到部分修复,断裂强度得到提高。

K9光学玻璃化学钢化技术研究

为提高K9光学玻璃在一些特殊应用领域(如高压、温度变化剧烈等)的力学性能,并保证其光学性能符合精密光学仪器要求,对K9光学玻璃进行了化学钢化技术研究。以脆性材料断裂过程微裂纹扩展理论为基础,导出化学钢化玻璃强度应力因子计算模型,分析化学钢化表面应力与表面微裂纹深度、韧性之间的关系,指出化学钢化工艺应注意的事项。通过实验研究,分析化学钢化温度和钢化时间对K9光学玻璃抗弯强度、表面应力及应力层厚度的影响,优化得出K9光学玻璃化学钢化温度为400℃、钢化时间为40 h。采用优化工艺,获得了表面应力为500 MPa、应力层厚度为50μm量级及规格为220 mm×110 mm×22 mm的化学钢化K9光学玻璃样件。钢化后,样件抗弯强度提高了3.5倍以上,且表面疵病、光学鉴别率、透过率等光学性能指标未见明显变化。

超薄玻璃化学钢化的研究进展

随着IT和电子行业的迅猛发展,对厚度小于1mm的超薄玻璃的需求量迅速增大,被广泛运用于手机、DVD面板、平板显示器等。但是超薄化带来的力学强度的降低又极大地阻碍了其在实际生产中的应用。化学钢化能显著提高超薄玻璃的力学性能,因此开展超薄玻璃化学钢化的研究具有重要的理论和实际意义。本文介绍了近年来国内外对超薄玻璃进行化学钢化的各类研究的进展与成果,总结了化学钢化的原理和影响因素,并初步探讨了能实用于工业生产的离子交换方法。

影响玻璃化学钢化盐浴活性因素的研究

研究了盐浴的失活与复活。分别选择不锈钢、银、铝和铜作为反应容器的材料,发现不锈钢和铜质容器容易受到硝酸钾和亚硝酸钾熔液的腐蚀,而银和铝则相对稳定。经过硝酸钾和亚硝酸钾钢化处理后的玻璃表面应力层厚度有很大差别。硝酸钾熔液在使用初期会暂时失去活性,失活的熔液在经过时效处理后能够复活;而使用亚硝酸钾的过程中却没有发现失去活性的现象。分析了失活机理并根据这一机理选择了活化剂。

化学钢化时的温度、时间对玻璃强度的影响

本文分析了玻璃的理论强度和实际强度，探讨了两者之间存在的差异及产生的原因，提出了解决措施；重点讨论了温度、时间等因素对化学钢化玻璃强度的影响。

物理气相沉积对化学钢化玻璃抗冲击强度的影响

用真空热蒸发沉积、离子束辅助沉积和磁控溅射三种方法在化学钢化玻璃上分别镀制铬薄膜和硫化锌薄膜,并对镀膜的化学钢化玻璃进行落球冲击实验,结果表明:镀膜的化学钢化玻璃的抗冲击强度变弱,不同的物理气相沉积方法对化学钢化玻璃的抗冲击强度影响不同。本文主要分析了薄膜应力和粒子束能量对化学钢化玻璃表面压应力的影响,并探讨化学钢化玻璃抗冲击强度变弱的原因,提出了解决的方法。

手机玻璃面板化学钢化若干问题的探讨

阐述了手机玻璃面板对化学钢化后玻璃性质的要求,如表面压应力、应力层深度、硬度等指标,还指出高铝高镁玻璃成分比较适合化学钢化,同时还探讨了二步和三步离子交換法在手机玻璃上的应用。

影响化学钢化玻璃强度的因素

了解在化学钢化过程中影响玻璃强度的因素对提高化学钢化玻璃的性能非常重要。文章叙述了玻璃组成、盐浴成分、处理时间、处理温度对化学钢化玻璃强度的影响。

离子交换法制备显示器件用化学钢化玻璃基板

采用离子交换法对显示器件用超薄钠钙玻璃、铝硅玻璃、硼硅玻璃基板作了化学钢化增强处理,用原子力显微镜分析了玻璃化学钢化前后的表面粗糙度变化,研究了玻璃经化学钢化处理后的翘曲度变化,用钢化玻璃全自动表面应力仪分析了3种不同类型的玻璃基板经化学钢化不同时间后的表面应力和应力深度的变化,并对3种不同玻璃化学钢化性能差异的原因进行了探讨。结果表明,3种化学钢化玻璃的表面粗糙度均提高,钠钙玻璃经化学钢化处理后翘曲度会提高,而铝硅玻璃和硼硅玻璃经化学钢化处理后翘曲度不变,铝硅玻璃最容易化学钢化。

影响化学钢化玻璃质量的因素分析

介绍了化学钢化的原理,分析了影响化学钢化玻璃质量的主要因素。

浮法超薄玻璃化学钢化的研究进展

随着时代的飞速发展,玻璃技术应用的领域越加广泛,超薄玻璃的需求在国际市场中变得日益增多,特别是在手机显示屏和平板显示器薄玻璃基板中的应用需求。化学增强能够保证玻璃钢化后有较好的热稳定性和光学质量,且工艺设备简单,产品容易实现,是超薄玻璃实用的增强技术。该文介绍了近年来国内外对浮法超薄玻璃进行化学钢化的各类研究进展与成果,总结了其钢化原理和影响因素。

显示屏用薄玻璃的化学钢化及性能分析

薄玻璃广泛应用于各类显示器件中。其特点是容易进行化学钢化,以提高显示器玻璃的使用寿命。采用钢化玻璃表面应力仪、维氏硬度计等研究化学钢化玻璃性能,并对制备参数进行优化,达到使用目的。

影响玻璃化学钢化中离子交换效果的主要因素

本文介绍了玻璃化学钢化的机理及离子交换的过程，分析能够对离子交换效果产生影响的主要因素。