热处理与二次化学强化对玻璃应力层深度的影响

应力层深度是衡量化学强化玻璃抵抗裂纹扩展能力的重要指标,提高应力层深度对于改善化学强化玻璃的使用性能具有重要的意义。以国产高铝玻璃为研究对象,研究了化学强化与热处理对玻璃应力层深度、表面压应力和抗弯强度的影响。研究表明,对化学强化玻璃的热处理可以显著增加玻璃的应力层深度,但是抗弯强度也会明显降低;对热处理后的玻璃的二次化学强化,可进一步增加玻璃的应力层深度,并显著提升玻璃表面压应力与抗弯强度。该方法在不延长工艺时间的前提下,可显著增加玻璃的应力层深度,并避免高温或长时间化学强化所引起的力学性能降低。

激光诱导残余应力的试验

对激光诱导残余应力的机理进行了分析研究．用波长1．06μm、脉宽23ns,功率密度10^8～10^9W／cm^2的脉冲激光冲击外形尺寸为30mm×30mm×5．5mm的LY12CZ试样，研究了激光能量密度和冲击次数对残余应力分布的影响，并将激光诱导的残余应力与传统的机械喷丸形成的残余应力进行比较．结果表明：残余压应力随着激光能量密度的加大而加大，残余压应力层的深度随着冲击次数的增加而增加，激光诱导的残余压应力层的深度是传统机械喷丸形成的3～4倍．

Na_(2)O含量对钠铝硅盐玻璃的化学强化性能及软化点的影响

采用溢流下拉法制备了不同Na_(2)O含量钠铝硅酸盐玻璃,采用一步强化法对样品进行化学强化,探究了Na_(2)O含量对铝硅酸盐玻璃的特征温度点及化学强化特征参数的影响。结果表明:对于化学强化过程,随着组分中Na_(2)O含量的增加试样的离子交换深度随之增加;且适当提高强化温度、延长强化时长可促进Na^(+)—K^(+)交换,在强化温度为415℃,强化时长为330 min时,试样抗弯曲强度和抗冲击强度分别为774 MPa和0.34 J。随玻璃组分中Na_(2)O含量的增加,玻璃网络结构中出现非桥氧数增加,使玻璃NLS的软化点温度随组分中Na_(2)O含量的增加而减小。

散射光弹性技术在化学钢化玻璃表面应力测量中的应用

在智能手机、平板电脑等电子产品领域,化学钢化超薄玻璃的需求不断增加,而玻璃是易碎材料,要提高或保持强度和抗破碎能力,必须正确认识应力分布。如何有效的测量化学钢化玻璃的表面压应力(CS)和压应力层厚度(DOL),是当下一个迫切需要解决的问题。散射光弹性法是利用通过玻璃内部应力的双折射来改变极化激光束的延迟,并且散射光的强度随着激光束的延迟的变化而改变,最后通过偏振光光路上因激光束的延迟而出现的光程差和偏振特性来计算表面压应力和压应力层厚度。对散射光弹性法测量化学钢化玻璃的表面应力的理论依据、测量技术等进行了介绍。

光波导效应在化学钢化玻璃表面应力测量中的应用

随着国际市场对化学钢化玻璃的需求不断增加,目前化学钢化的超薄玻璃在电子、仪表、和智能化科技行业的应用领域广泛使用。化学钢化玻璃的表面压应力(CS)和压应力层厚度(DOL),是业界认可的最重要的性能指标,而如何准确的表征这些参数,是当下一个迫切需要解决的问题。化学钢化玻璃表面层中的光导效应是用于测量表面应力的有效途径,可以有效的测量化学钢化玻璃的CS和DOL,从而用于钢化玻璃生产中的质量和过程控制。本文对基于光波导效应的表面应力计的理论依据、测量技术和相关仪器进行了介绍。

复合压缩应力化学强化玻璃应力分布的测量方法

衡量化学强化玻璃性能的主要指标有玻璃表面压缩应力(CS,Compress Stress)和压缩应力层深度(DOL,Depth of Compressive Stress Layer),准确测量CS和DOL对于化学强化玻璃相关行业意义重大。光波导法是玻璃行业测量CS和DOL普遍采用的方法,散射光光弹性法是较新的测量技术还未普及。本文从这两种方法的原理进行介绍,并对比两种方法的优劣,最终结合两种方法对复合压缩应力化学强化玻璃的CS和DOL进行测量。结果表明:光波导结合散射光光弹性法可以准确地测量CS、DOL以及整体应力分布,特别是双离子交换锂钠铝硅酸盐玻璃(LNAS,Lithium Natrium Aluminum Silicon)的复合压缩应力分布,弥补了单一光波导法在测量距离玻璃表面较深范围处应力分布不精确和单一散射光光弹性法在测量距离玻璃表面较浅范围处应力分布不精确的缺陷,为玻璃行业测量完整的复合压缩应力分布方法提供借鉴。

锂钠比对碱铝硅酸盐玻璃的化学强化性能影响

采用熔融淬冷法制备了不同锂钠比的锂铝硅酸盐玻璃,用两步化学强化法对样品进行了化学强化处理,研究了Li_(2)O取代Na_(2)O对铝硅酸盐玻璃机械性能和化学强化特征参数的影响。结果表明:随着Li_(2)O逐渐取代Na_(2)O,玻璃化转变温度从537.3℃减小至514.8℃。随着Li_(2)O含量增加,有利于化学强化中的第一步交换———Li^(+)-Na^(+)交换,提高交换层深度,但会对第二步Na^(+)-K^(+)交换产生抑制作用,导致K^(+)的交换深度减小。维氏压痕测试表明化学强化可以明显地提高Na-Li-x玻璃的硬度和抗裂性。随着Li_(2)O取代Na_(2)O,化学强化后玻璃的抗裂性先增后减,在Li_(2)O摩尔分数为10%时达到极值,为72.3 N,相比Li_(2)O摩尔分数为5%时的值提升了69.3%,引入适量的Li_(2)O会提高玻璃的耐径向开裂能力。

化学强化提升薄型锂铝硅玻璃抗冲击性能研究

新一代锂铝硅玻璃逐渐成为航空透明件的主流结构材料,由于其较高的弹性模量和优异的离子交换能力,经过化学增强处理后具有优异的力学性能,能够很好地满足航空透明件轻质、高强的需求。研究了1.8 mm厚度锂铝硅玻璃经过化学增强后的抗冲击性能变化,采用不同增强工艺制备了多组样品进行落球冲击测试,并依据应力包线进行了初步理论计算,探讨了玻璃中心张应力对抗冲击性能的影响。研究结果表明,1.8 mm厚度锂铝硅玻璃表面压应力为930 MPa左右时,应力层深度在130~160μm范围内抗冲击性能较佳,玻璃具备较好的力学性能。

二步法化学强化屏幕保护玻璃组成和工艺发展及展望

碱铝硅酸盐玻璃(R2O-Al2O3-Si O2,R为Li/Na/K任一或几种组合)是显示终端重要屏幕保护材料.为进一步提升和改善屏幕保护玻璃的耐划伤和抗冲击性能,采用二步法化学强化工艺已成为新的技术发展趋势,围绕不同玻璃体系和化学组成分析比较表面压应力(compressive stress,CS)和离子交换层深度(depth of layer,DOL)特点,结果表明:不含Li2O的碱铝硅酸盐玻璃进行二步法化学强化后,玻璃表面的CS较第1步化学强化会有所减小,最大应力值向玻璃内部迁移,阻止了玻璃微裂纹向内部扩展的趋势;含Li2O的玻璃在进行二步法化学强化后,玻璃表面CS与DOL同时增加,表明2种玻璃化学强化机理不同.不含Li2O的玻璃在进行第1步化学强化时,纯KNO3熔盐中的K+交换了玻璃表面的Na+,这时CS达最大值,而进行第2步化学强化时,由于熔盐中加入一定比例的Na NO3降低了K+浓度梯度,使得第1步化学强化在玻璃表面积累的K+又被熔盐中的Na+交换出来;而含有Li2O的玻璃,第1步交换时采用KNO3与Na NO3的混合熔盐,主要目的是使熔盐中的Na+与玻璃中的Li+交换,到达一定深度,而后第2步采用比例更高的KNO3熔盐或者纯KNO3熔盐进行化学强化,使K+与第1步时进入玻璃表面的Na+交换,这样K+就可以到达玻璃更深处,从而达到增加CS与DOL的目的.同时从工艺和成本展望碱铝硅酸盐玻璃的化学强化工艺应回归到一步法二元离子交换工艺.

高铝硅酸盐玻璃的化学强化及其结果拟合

利用低温离子交换法对高铝硅酸盐玻璃表面进行强化,研究了离子交换温度和时间对高铝硅酸盐玻璃表面应力层深度、表面压应力和显微硬度的影响,及应力层深度和表面压应力对显微硬度的影响。结果表明,第一,随着强化温度和强化时间的增加,表面应力层深度增加、显微硬度增强,但是增速并不均匀。第二,利用SPSS软件得到了应力层深度、显微硬度与强化时间和强化温度之间的关系模型,使用此模型可以预测与样品玻璃有相近组分的高铝硅酸盐玻璃化学强化后的应力层深度和显微硬度。第三,应力层深度较于表面压应力对玻璃显微硬度的增强起主要作用。

超薄铝硅玻璃离子交换工艺研究

高强度超薄盖板玻璃是电子信息产品的重要组成部分,化学强化(离子交换)是提升超薄盖板玻璃力学性能的主要技术途径。在离子交换过程中,玻璃易产生应力弛豫等现象,导致化学强化玻璃难以具备较高的表面压应力、较大的应力层深度与较高的维氏硬度。本文采用两步法离子交换工艺,研究了熔盐、离子交换温度与时间等因素对强化后超薄铝硅玻璃应力层分布及维氏硬度等性能的影响。结果表明,本文所研发的两步法离子交换工艺,可以使玻璃兼具较高的表面压应力、较大的应力层深度与较高的表面维氏硬度。离子交换后,铝硅玻璃的表面压应力可达900 MPa以上,应力层深度可达70μm以上,同时表面维氏硬度达7.2 GPa以上。

高铝硅酸盐玻璃化学钢化用熔盐添加剂研究

提高化学钢化效率一直是玻璃强化的一个重要研究课题,在熔盐中添加加速剂是提高化学钢化效率的方法之一。本文以国产高铝硅酸盐玻璃为研究对象,对比研究了不同熔盐添加剂单独及混合作用下对玻璃钢化后表面压应力及应力层深度的影响。研究表明,在常用的几种熔盐添加剂中,KOH对玻璃的表面压应力及应力层深度的提高作用最明显;在硝酸钾熔盐中同时加入一定量的KOH、K_2CO_3及KCl作为熔盐添加剂,可大幅度提高玻璃的表面压应力,离子交换后玻璃的表面应力可达950 MPa以上。

超薄盖板玻璃的化学增强研究

该文针对超薄盖板玻璃的表面增强开展研究,研究了不同强化温度和时间对超薄盖板玻璃表面增强后表面压应力、应力层深度及维氏显微硬度的影响规律。结果表明:强化时间2h时,表面压应力和维氏显微硬度均随强化温度的升高先增加后减小;强化时间4h和6h时,表面压应力和维氏显微硬度随强化温度的升高而减小。应力层深度随温度的升高而增加,随时间的延长而增加。综合表面压应力、应力层深度与维氏显微硬度的考量,优选440℃、2h为文中超薄盖板玻璃的化学增强工艺,超薄盖板玻璃表面压应力为772.09MPa,应力层深度为41.38μm,维氏显微硬度为669.5MPa,满足工业化生产的要求。

Source Mechanism of the M_S 6.6 Xinyuan-Hejing Earthquake of June 30,2012

In this article,we use the CAP method to invert the focal mechanism of Xinyuan-Hejing M S6. 6 earthquake on June 30,2012. Our result shows that the best double couple solution of the M S6. 6 event is 299°,68° and 164° for strike,dip and rake angles respectively. The other nodal plane is 35°,75° and 23°. The azimuth and dip angle of the P-axis are 166°and 5°,those of the T-axis are 258° and 26°. The moment magnitude is 6. 3. The estimated focal depth is about 21 km. The predominant rupture direction of this seismic sequence is NWW. The dip angles are between 60° and 90°. The rake angles are in the majority of ± 180°± 30°. The predominant strike of the azimuthal angle of the P-axis is near NS and T-axis is near EW. Preliminary analysis indicates that nodal plane I is the seismogenic fault,which is a NWW-trending,nearly upright left-lateral strike-slip fault.The displacement property,the principal compressive stress of this M S6. 6 earthquake and the P-axis preponderant orientation of this seismic sequence agree with the characteristics of the tectonic stress field of the focal area and its surroundings.

玻璃离子交换的研究进展

玻璃离子交换方法被广泛应用于信息显示、航空航天、高铁和光通信等新兴领域,其研究方兴未艾。玻璃离子交换研究主要集中在:探究玻璃离子交换机理,发现新型离子交换对,为实现玻璃更高力学和光学性能提供理论支撑;优化离子交换工艺参数和利用辅助电场等现代手段,实现离子交换自主可控,提高玻璃离子交换速率;针对离子交换玻璃的不同应用场景,提出了不同的性能评测指标,增强玻璃的性能指标主要是表面压应力和应力层深度,而波导玻璃的性能指标主要是折射率梯度。基于以上3个方面综述了玻璃离子交换的国内外研究进展。