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化学强化铝硅酸盐玻璃研究进展

2014-11-30姜良宝张官理

材料工程 2014年10期
关键词:化学

姜良宝,厉 蕾,张官理,颜 悦

(北京航空材料研究院,北京100095)

硅酸盐玻璃是一种非晶态材料,它具有很多优异的物理性能,例如高强度、高透光度和高硬度等。因此,硅酸盐玻璃及其制品在建筑、信息、航空、航天及平板显示等国民经济各个领域有着广泛的应用[1-3]。但是,随着硅酸盐玻璃在航空、航天等一些特殊领域的广泛应用,对硅酸盐玻璃在强度、抗热震等方面提出了更高的要求。为满足这些要求,人们通过各种手段对玻璃进行强化进而提高其强度。对玻璃进行强化的方法有很多,Varshneya等[4]曾经对此进行过简要的探讨。归结出对玻璃进行强化的方法大致为五种:(1)减小玻璃的表面缺陷;(2)控制裂纹缺陷尖端附近的环境;(3)使用聚合物对玻璃表面进行涂层以增强;(4)引入表面压应力;(5)改变玻璃组分以在裂纹和裂纹周围析出第二相沉淀。其中,引入表面压应力的方法应用最为广泛。引入表面压应力可以通过物理或化学方法来实现,分别称为物理强化法和化学强化法。物理强化法按其冷却介质可以分为气体介质强化法、液体介质强化法、微粒强化法、雾强化法等[5]。化学强化法按其强化温度又可分为高温型离子交换法和低温型离子交换法[6]。还有用液体冷却同时进行离子交换的物理化学强化。美、法、德等国家通过设计特殊组分开发了锂、铝、硅组分的专用平板玻璃,采用浮法生产,经过特殊的离子交换化学强化后,强度显著提高,能够达到400MPa。而普通钠钙硅浮法玻璃经过物理或化学强化后,强度只能提高到200~250MPa左右[7]。……

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