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70 μm以上,同时表面维氏硬度达7.2 GPa以上。     

碱铝硅酸盐玻璃化学强化关键影响因素概述

化学强化是一种玻璃机械强度增强方法,适用于异型、超薄、高碱、高膨胀玻璃增强,因新型超薄显示产品的屏幕保护玻璃发展需要,化学强化技术重新在碱铝硅酸盐玻璃品种掀起研究热潮。本文对化学强化本质及铝硅酸盐玻璃在屏幕保护玻璃应用进行了回顾,基于玻璃化学强化的高CS、DOL和低CT诉求,归纳总结了关键影响因素,第1,碱铝硅酸盐玻璃的成分及结构是基础,氧化铝有利玻璃网络孔隙增大创造交换通道,氧化钠或氧化锂是离子交换关键物质;第2,对于玻璃组成和结构设计,要求玻璃网络键合度R=O/Si或O/(Si+Al)满足2.15~2.40,碱金属氧化物质量分数大于13%且膨胀系数大于6×10^-6/℃;第3,在化学强化工艺方面,化学强化温度决定离子扩散系数,化学强化时间决定DOL,一步法仅能获得相对较大的CS,而DOL不很理想,只有两种离子参与交换的二步法才有利于CS和DOL同步提高。     

玻璃基板材料化学钢化试验研究

为了研究玻璃化学钢化的工艺和机理,采用低温型离子交换法对普通钠钙硅浮法玻璃进行了化学增强试验。利用X射线荧光光谱仪(XRF)测试了玻璃的表面成分,用维氏硬度仪测量了玻璃样品的维氏硬度。结果表明,钾离子与钠离子交换导致玻璃硬度显著增加,化学增强效果与反应温度及时间密切相关,随着温度升高与时间延长,钾离子浓度分数增加,钠离子浓度分数减小,离子交换对玻璃的增强效果在450℃和12 h出现极值。     

柔性玻璃的化学强化及其力学性能研究

具有高弯曲强度的柔性玻璃是柔性电子显示的重要组成部分,但柔性玻璃本质是脆性材料,因此其力学性能仍然不能满足使用要求。化学强化是提高柔性玻璃弯曲半径、抗划伤性等力学性能的有效途径,本文采用一步化学强化法,将90μm超薄高铝柔性玻璃在纯硝酸钾熔盐中进行强化,研究离子交换工艺对样品表面应力、维氏硬度及弯曲半径的影响规律。结果表明：在380℃进行1 h的离子交换后,样品的表面压应力达834.1 MPa,应力层深度为15.91μm,此时玻璃具有最佳的弯曲性能和耐划伤性;经化学强化后,90μm柔性玻璃的最小弯曲半径可由(29.8±0.73) mm降低至(6.94±0.99) mm;随着继续升高交换温度和延长时间,柔性玻璃的力学性能会有所降低。     

氯化钾质量对复分解法生产光波级硝酸钾化学强化玻璃的影响分析

玻璃化学强化过程中,KNO3熔盐的活性对离子交换反应起着关键的作用,高品质的光波级KNO3是玻璃强化的现实需要.氯化钾与硝酸铵复分解法生产光波级硝酸钾技术中,氯化钾质量对生产工艺及硝酸钾的品质有着重要的影响.根据文献资料,结合实验室研究与生产实践,从氯化钾的无机盐杂质含量、有机杂质、晶态以及粒度大小等方面,系统地探讨了氯化钾质量对复分解法生产光波级硝酸钾工艺及产品的影响,并提出了提高光波级硝酸钾品质的可行性方法.可为合理选择原料氯化钾应用于光波级硝酸钾生产提供一定的指导作用,对进一步提升硝酸钾品质及离子交换质量具有一定的理论和现实意义.     

玻璃化学强化用硝酸钾盐浴失活原因分析

用于手机屏幕及平板显示器等的化学强化薄玻璃的机械性能受诸多因素的影响,其中KNO3熔盐的活性对离子交换反应起着至关重要的作用.本文根据实践经验、结合文献记载,从硝酸钾的分解、污染及晶态等方面对玻璃化学强化用KNO3熔盐失活的原因进行了系统的分析,指出了KNO3失活对化学强化过程以及强化产品机械性能的影响.针对KNO3失活的原因,探讨了提高KNO3盐浴活性及防止KNO3失活的可行性方法.对延长熔盐使用寿命、提升化学强化质量具有重要的理论和实际意义,可为工业化生产提供一定的技术参考.     

场辅助下熔融合金与钠钙硅玻璃的离子交换

导言在电场辅助下,钠钙硅酸盐玻璃与金属阳极的离子交换,是平板玻璃工艺中潜势很大的一种技术.利用这种技术,我们可以在玻璃表面造成剩余应力而强化玻璃;也可以通过引入渡金属离子,使玻璃着色或者改善玻璃表面的化学稳定性.这种技术还可以应用到玻璃对金属过的封接以及与玻璃的电极行为有关.     

最新玻璃熔窑鼓泡技术——低频鼓泡和精密控制低频鼓泡

介绍了鼓泡技术强化玻璃熔制的作用和机理,连续式鼓泡、脉冲式鼓泡和低频鼓泡技术的特点,指出了玻璃熔窑选用鼓泡技术应注意的几个问题,分析了选用强化熔制技术的经济性。     

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.     

锂铝硅玻璃

基于锂铝硅玻璃组成-性能-结构之间的构效关系，分析对比适合锂铝硅玻璃的成形方法。通过优化化学强化工艺，实现锂铝硅玻璃在航空航天、电子产品、消费品、光学领域的产业化应用，以推动我国高性能玻璃的安全与健康发展。     

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。     

玻璃表面化学增强技术

玻璃的理论强度很高,但由于原料组成、熔化、成形和退火等各工艺过程的影响,玻璃的实际强度比理论值要低很多。采用表面化学增强技术,能够降低玻璃的表面缺陷,提升玻璃的力学强度、表面硬度、耐划伤等性能。玻璃表面化学增强技术有离子交换法、表面化学抛光、脱碱增强法、表面涂层增强、表面微晶化增强技术等方法,通过对上述方法的研究和对比分析,每种方法都有各自相应的特点和应用范围,这些方法拓宽了玻璃表面化学增强技术的研究和发展。     

氯化熔盐体系黏度特性研究现状

中国钛原料钙镁含量高,主要采用熔盐氯化法处理,会产生大量废盐难以处理。研究氯化熔盐体系的黏度特性对于开发该工艺产生的大量废盐利用新方法具有重要意义。综述了国内外对氯化熔盐体系黏度影响规律的研究：从氯化熔盐体系的熔盐离子出发,探讨了Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺及K⁺等对氯化熔盐黏度的影响;从反应条件出发,探讨了温度、气氛和添加剂对氯化熔盐黏度的影响。结合当前对氯化熔盐体系黏度的研究,针对NaCl-KCl-CaCl₂-MgCl₂四元氯化熔盐体系,在不同温度条件下改变气氛或者添加剂,对体系黏度的变化规律进行了考察。通过改变氯化熔盐体系的黏度,寻求适合高温相转化渣高效分离的手段和方法,对高温相转化法高效循环处理熔盐氯化废渣具有重要意义,并能有效推动中国熔盐氯化法的发展。     

Na+浓度对化学增强钠铝硅酸盐玻璃性能的影响

熔盐中少量的Na⁺并不会对玻璃的离子交换效果产生明显影响,但当熔盐中Na⁺浓度不断增大时,化学增强钠铝硅酸盐玻璃的性能开始受到影响。本文采用一步法离子交换工艺研究了熔盐中Na⁺浓度对不同厚度化学增强钠铝硅酸盐玻璃表面压应力、应力层深度和弯曲强度等性能的影响。研究表明:熔盐中Na⁺浓度不断增大时,化学增强钠铝硅酸盐玻璃的表面压应力、弯曲强度下降;弯曲强度下降最多可达175 MPa,此时玻璃的表面压应力下降了57.4 MPa;熔盐中Na⁺浓度变化未对化学增强钠铝硅酸盐玻璃的应力层深度和可见光透过率产生明显影响。     

Effects of OH− anion additive concentration in nitrate salt baths on chemical strengthening of Li2O–Al2O3–SiO2 (LAS) glass

Two ion-exchange processes of K⁺-Na⁺ and Na⁺-Li⁺ were used to strengthen LAS glass materials, and the effects of OH⁻ anion additive (introduced by hydroxide additive) in molten salt baths were investigated. The K⁺-Na⁺ ion-exchange was superior than Na⁺-Li⁺ ion-exchange in the strength enhancement, and with the hydroxide additive, the thickness of ion-exchange layer, the ion-exchange rate and the flexural strength of LAS glass specimens were enhanced remarkably. In detail, for two ion-exchange processes, the optimized ion-exchange time decreased from 24 h to 2 h and from 6 h to 1 h, and the thickness of ion-exchange layer increased from 16 μm to 22 μm and from 23 μm to 34 μm, respectively. Consequently, the corresponding optimized flexural strength increased from 360 MPa to 520 MPa and from 270 MPa to 460 MPa, attributing to the increased thickness of ion-exchange layer and the increased concentration of alkali ions. It is believed that the broken chemical bonds along with the depolymerized glass network induced by OH⁻ anion decreased the diffusion activation energy E_a and increased the diffusion coefficient D of alkali ions for ion-exchange, and thereby the chemical strengthening process of LAS glass materials was improved.     

熔盐储热材料比热容强化的研究进展

强化熔盐材料比热容可以有效增强熔盐材料的蓄热能力,减小蓄热系统面积及热损失,进而降低蓄热成本,是近年来中高温储能领域的研究热点。本文主要从熔盐储热材料比热容强化的必要性、强化方法和强化机理等方面综述了近年来熔盐传热蓄热材料比热容强化的研究进展。具体阐述了添加可溶性添加剂和掺杂异质纳米颗粒形成纳米流体两种强化熔盐比热容的方法及目前存在的问题,重点探讨了熔盐纳米流体的制备方法、异质纳米颗粒体系、强化效果及比热容强化机理等问题。此外,指出了当前利用纳米流体强化熔盐储热材料比热容方面存在的不足：研究体系单一、悬浮稳定性差和比热容强化机理不完善等,并对熔盐纳米流体的未来发展方向,即多体系熔盐纳米流体的开发,多手段比热容强化机理的揭示和多方法熔盐纳米流体物性的测量进行了展望。     

双重熔盐法制备片状BaTiO_3粉体

用双重熔盐法制备片状Bi4Ti3O12粉体,以Bi4Ti3O12为中间产物通过离子交换制备了BaTi03片状粉体,并对其工艺过程进行了优化.利用X射线衍射分析合成粉体的相结构,用扫描电子显微镜观察其显微形貌.初步探讨了BaTiO3片状粉体的生长机理.结果表明:反应温度和化学组成对中间产物Bi4Ti3O12的微观形貌具有显著影响,在1 000℃以下时,随着反应温度升高,片状尺寸增大;当相对增加Bi2O3的量时,Bi4Ti3O12片状的尺寸增大.通过离子交换制备BaTiO3时,除了模板Bi4Ti3O12的形貌对BaTiO3的晶粒生长具有影响外,反应温度和化学组成同样对BaTiO3的晶粒生长具有显著影响.合成片状Bi4Ti3O12粉体的最佳的条件为:BaTiO3与Bi4Ti3O12的摩尔比为10:1,1 000℃合成2h.     

Effect of potassium and silver ion-exchange on the strengthening effect and properties of aluminosilicate glass

In this work, the aluminosilicate glass was subjected to ion-exchange using the KNO₃-AgCl mixed molten salt in order to strengthen the glass while imparting antimicrobial properties. The concentration distribution of K⁺ ions and Ag⁺ ions of the ion-exchanged glasses was characterized by EDS, the effects of ion-exchange temperature (460-500 °C), ion-exchange time (0.5-3 h) and AgCl concentration (0–2.5 wt%) in the mixed molten salt on the strengthening effect and properties of the glass were investigated. The results showed that Ag⁺-Na⁺ ion-exchange, K⁺-Na⁺ ion-exchange existed simultaneously, and Ag⁺-Na⁺ ion-exchange occurred preferentially. Due to the presence of metallic silver, the appearance of the Ag⁺ ion-exchanged glass was light yellow and its transmittance showed a decrease. The surface compressive stress trended up and then down with increasing temperature and time because of the stress relaxation effect. The Vickers hardness of ion-exchanged glass increased by 15%, and the densities and chemical stability were also increased. Ions leaching experiments showed that the Ag⁺ ions release concentration of silver-loaded glass in aqueous environment can reach the bactericidal level. It has been shown that ion-exchange of glass in KNO₃-AgCl mixed molten salts allowed the glass to be strengthened and incorporated with antimicrobial active ions, its chemical stability was improved, too.     

氟化物熔盐的制备及其应用进展

氟化物熔盐具有高温稳定性好、热导率高、比热容大、电化学窗口宽、饱和蒸汽压低和中子吸收截面小等一系列优点,是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。本文介绍了氟化物熔盐的典型制备及净化方法（如真空除水法、氟氢化铵法、H₂-HF净化法、电化学净化法、添加还原剂法）,分析了不同方法去除熔盐中杂质离子的作用机制和技术特点。总结了氟化物熔盐在核能、冶金、功能材料制备、先进储能介质、表面处理技术、电子化学品、精细化工及熔盐电池材料等领域的应用及最新进展。突出了氟化物熔盐作为核反应堆冷却剂、熔盐电解质、高温储能材料及反应介质等方面的应用优势。指出了氟化物熔盐在制备及应用过程中存在的问题及发展趋势,并就其发展前景进行了展望。文章指出开展氟化物熔盐制备与纯化机制研究、探索氟化物熔盐净化过程中杂质的存在形式与迁移规律、阐明氟化物熔盐制备与净化机理、发展新的熔盐净化方法以减小熔盐的腐蚀性和降低成本对熔盐的工业化生产和应用至关重要。     

化工废盐无害化处理的实验研究

以4种化工废盐为原料,利用高温处理法对化工废盐进行处理,考察了化工废盐中有机物脱除的温度条件,分析了高温处理后的产物盐成分及有机物脱除效果。实验结果表明,随着温度的升高,废盐中的有机物逐渐减少;X射线荧光光谱（XRF）和X射线衍射（XRD）的结果表明,4种化工废盐在电炉中经800 ℃焚烧60 min后,化工废盐中的有机物已基本脱除,盐熔化以熔融盐形式产出。熔融盐经冷却、破碎、除杂后可得到产物盐,实现了化工废盐的无害化处理。