高鋁硅酸鹽玻璃化學強化研究.pdf

1、高鋁硅酸鹽玻璃具有良好的機械性能、光學性能和化學鋼化性能等。離子交換后的鋁硅酸鹽玻璃增強效果顯著，甚至在減薄的情況下依然保持著高強度，這使得高鋁硅酸鹽玻璃的化學增強成為前沿學科關注的熱點。本文針對化學強化條件對高鋁硅酸鹽玻璃性能的影響問題展開研究，旨在探究化學強化條件與玻璃性能之間的定量關系。為強化玻璃的實際生產(chǎn)提供指導。
　　采用低溫化學強化法對市場常見的三種高鋁硅酸鹽玻璃進行強化，測量強化玻璃的顯微硬度、表面應力、應力層深度和

2、透光率，研究了化學強化條件對強化玻璃顯微硬度、應力層深度、表面應力和透光率的影響。發(fā)現(xiàn)強化玻璃的顯微硬度、應力層深度和表面應力均隨著化學強化時間延長和化學強化溫度的提高而增加，但是增速并不均勻。表面應力層深度的加深速度隨著化學強化時間延長和化學強化溫度的提高而變小，表面應力層深度升高速度的初值隨著化學強化時間的延長和化學強化溫度的提高而減小。顯微硬度的升高速度隨著化學強化時間延長和化學強化溫度的提高而變小;顯微硬度升高速度的初值隨著化學

3、強化時間的延長和化學強化溫度的提高而增大。化學強化對玻璃的透光率沒有明顯影響。
　　分別使用電子探針法和光折射法測量離子的交換深度，綜合兩種方法的結果得到了離子交換深度。利用離子交換深度數(shù)據(jù)計算得到離子擴算過程中的互擴散系數(shù)，發(fā)現(xiàn)在本課題中離子擴散過程中互擴散系數(shù)基本保持恒定不變，395℃、400℃、405℃、410℃時的互擴散系數(shù)分別是3.742×10-10cm2/s、4.641×10-10cm2/s、5.338×10-10cm

4、2/s、5.416×10-10cm2/s。分別通過兩種活化能計算方法得到康寧玻璃的互擴散活化能為110.9KJ/mol和122.691KJ/mol。
　　利用激光共聚焦顯微拉曼能得到了玻璃材料微區(qū)域結構信號的特點，研究了化學強化條件對強化玻璃結構的影響。發(fā)現(xiàn)隨著鉀鈉離子交換量增多，900-1200cm-1范圍內(nèi)的峰由平緩變得尖銳，980cm-1附近的Q2基團和1140cm-1附近的Q4基團相對1075cm-1附近的Q3基團的強度變