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。     

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。     

二强处理的盖板玻璃抗跌落性内在影响因素研究

以锂铝硅玻璃GK7样品为基材,制备不同离子交换时间的化学强化玻璃。借助折原综合应力仪、"张力释放实验"与偏光显微镜探究了化学强化玻璃的截面应力分布,并与高铝硅玻璃GK4样品进行整机跌落对比,分析了裂纹压制层与痕带对抗跌落性能的影响。结果表明:GK7化学强化玻璃表层具有自身厚度20%以上的裂纹压制层,是GK4玻璃的近4倍,其抗跌落性能明显优于高铝硅玻璃。GK7玻璃张应力随着离子交换时间延长而呈现抛物线变化,且伴随着痕带出现-加剧-消失的现象;而以痕带刚出现状态,GK7玻璃抗跌落性能提高50%。     

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。     

化学强化玻璃的发展现状及研究展望

化学强化玻璃因其表面压应力层使玻璃的机械强度提高,被广泛用于电子产品显示屏领域。本文对钠钙玻璃、铝硅玻璃、磷铝硅玻璃、锂铝硅玻璃等的化学强化进行了综述,对进一步通过优化骨干网络结构来提高玻璃本征强度获得更高机械强度的玻璃做出了可行性探索。总结了目前化学强化玻璃面临的问题及发展方向,为相关科学研究和工业生产提供参考。     

国内高铝盖板玻璃行业现状浅析

智能手机的日渐普及推动国内盖板玻璃快速的发展,但高端电子盖板玻璃仍然被国外玻璃企业所垄断。国内电子盖板玻璃企业唯有通过对原料、窑炉与锡槽设计、熔化与成型等浮法成型工艺关键技术不懈的探索与优化,同时加大对高铝电子玻璃配套的两步化学强化工艺研发力度,才能最终实现快速提高国内高铝电子玻璃行业整体水平。     

锂铝硅微晶玻璃的合成工艺、性能及其影响因素

锂铝硅微晶玻璃（LAS Glass-ceramics）与其他微晶玻璃相比具有极低的热膨胀性能,在光学领域、航空航天领域和微电子领域有巨大的应用潜力,引起了众多研究者的关注。本文通过对近年来国内外锂铝硅微晶玻璃的研究现状进行分析,从锂铝硅微晶玻璃的合成工艺、微结构、性能以及存在的问题等方面进行了总结与讨论,旨在为锂铝硅微晶玻璃新材料的开发和性能改进提供新的思路。     

热处理对锂铝硅玻璃微观结构及机械性能的影响

锂铝硅玻璃在深加工过程中会经历曲面成形和离子交换等热处理步骤,其压应力分布、结构强度均受到影响。本试验通过单杆静压测试、抗跌落性能测试及拉曼光谱等测试与表征,探究了420～640℃的热处理对锂铝硅玻璃性能的影响。结果表明,在低于玻璃应变点温度60℃至玻璃应变点温度范围内,热处理可以使锂铝硅玻璃机械性能增强,表现为密度提升、单位交换应力值增大、压应力深度减小以及单杆静压强度有所提高;拉曼光谱分析表明,上述温度范围内热处理使玻璃内部呈六元环的硅氧四面体、铝氧四面体的键长变短,对应拉曼振动峰强度下降,网络结构更加致密;而当热处理温度超过应变点,硅氧四面体之间的桥氧开始断裂,形成大量松散的“岛状”结构硅氧四面体,在高温情况下发生移动,机械性能下降。     

锂铝硅酸盐玻璃的化学强化工艺参数研究

锂铝硅酸盐玻璃通过二步化学强化工艺实现高表面压应力和高离子交换层深度。本文采用二步化学强化法研究工艺参数对锂铝硅酸盐玻璃强化性能的影响。试验表明,锂铝硅酸盐玻璃的强化应力指标主要由第一步强化时间(IOX1TIME)、第二步强化温度(IOX2TEMP)和第二步强化时间(IOX2TIME)决定;IOX1TIME对IOX1强化应力指标影响较大,但对IOX2强化应力指标影响较小;锂铝硅酸盐玻璃的抗冲击强度在IOX1TIME高于120min时较佳。     

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。     

用二步法离子交换对手机玻璃面板进行强化和韧化

一步法离子交换对手机玻璃盖板增強,已在生产中应用,玻璃表面应力值虽然很高,但玻璃的抗冲击強度不高。两步法可以优化玻璃表面应力的分布,减少内部张应力,从而提高玻璃的抗冲击强度,而且还可以有效地利用硝酸钾熔盐。本文综述二步离子交换法所用熔融盐组成、温度制度以及玻璃表面应力分布,讨论了两步离子交换法增靱的机理。     

玻璃陶瓷牙科材料研制中若干重要问题的探讨

锂硅酸盐玻璃陶瓷牙科材料包括用于CAD/CAM加工的主晶相为偏硅酸锂以及热压铸造的主晶相为二硅酸锂的材料,具有高强度、优异的生物相容性、良好的透光性和美学性能以及独特的修复通用性。通过分析国内外文献和专利上报导的锂硅酸盐玻璃陶瓷牙科材料采用的玻璃成分、晶化温度制度以及析出的主晶相,讨论如何根据牙科材料性能要求来确定玻璃陶瓷的主晶相,并以此来选择玻璃成分和相应的结晶温度制度。此外还指出了锂硅酸盐玻璃陶瓷牙科材料今后研制的发展方向。     

高强度玻璃组分的研究进展

高强度玻璃是航空航天、信息电子和装备制造等领域重要的视窗材料。为保证玻璃能够在苛刻环境条件下正常使用,需要不断提高玻璃力学强度、硬度和抗冲击性能,因此高强度玻璃的研究备受关注。目前高强度玻璃的研究主要聚焦于:(1)探究不同体系高强度玻璃材料组分-结构-性能之间的关系,以及掺杂玻璃的性能变化情况;(2)开发高强度玻璃新型强化方法,研究适用于不同高强度玻璃体系的物理强化和化学强化工艺等。本文综述了氧化物对不同体系玻璃的网络结构和力学强度的影响,基于不同玻璃体系和化学组成,分析比较了掺杂玻璃力学性能的演变特点,总结了国内外高强度玻璃组分设计研究进展,为高强度玻璃材料的科学研究和发展提供参考。     

Role of Grain-Boundary Glass Phase on the Superplastic Deformation of Tetragonal Zirconia Polycrystal

Superplastic deformation of tetragonal zirconia polycrystal (TZP) was investigated by compression test in the temperature range of 1000° to 1500°C. Special attention was paid to the role of the grain-boundary glass phase on hightemperature deformation behavior. A small addition of glass phase markedly improved the high-temperature deformability of TZP. Lithium silicate glass was much superior to aluminosilicate or lithium aluminum silicate glasses for lowering the high-temperature flow stress. The deformation mechanism was discussed on the basis of mechanical testing data and microstructural examinations.     

玻璃化学强化技术研究进展

化学强化技术亦称离子交换技术,因可在玻璃表面形成压缩压应力层改善玻璃的机械强度而被广泛应用于建筑、交通等领域。化学强化工艺参数的变化直接影响着化学强化后玻璃的性能。本文综述了离子交换反应原理、玻璃组成、化学强化温度、化学强化时间及熔盐组成对化学强化过程的影响,并简要介绍了电场辅助化学强化工艺与无熔盐化学强化工艺的优点与不足。总结国内外化学强化技术的研究进展,提出玻璃现有化学强化技术的不足,为玻璃化学强化技术的科学研究与发展提供参考。     

熔铸耐火材料抗盖板玻璃熔体侵蚀行为研究

本文以熔铸耐火材料为研究对象进行抗盖板玻璃熔体侵蚀试验,采用化学分析、岩相分析和电子显微镜能谱分析等测试分析方法,对比研究钠钙玻璃熔体、高铝玻璃熔体和锂铝玻璃熔体对熔铸耐火材料的侵蚀行为。结果表明,玻璃熔体中的碱金属离子向耐火材料中的玻璃相扩散,导致玻璃相黏度降低,同时耐火材料中刚玉相溶解,斜锆石分散,主体结构遭到破坏,并形成界面层。界面层内存在富铝含锆的玻璃相,由于高铝玻璃和锂铝玻璃氧化铝含量高,表面张力大,界面层内的玻璃相聚集在试样周围且扩散慢,从而阻止了侵蚀的发展。玻璃熔体的侵蚀速率为钠钙玻璃熔体＞高铝玻璃熔体＞锂铝玻璃熔体。     

Crack Initiation Tendency of Chemically Strengthened Glasses

The relationship between crack initiation tendency before chemical strengthening and fracture strength of chemically strengthened glass was investigated. Four kinds of glass compositions were used in this study: soda-lime silicate (SLS), aluminosilicate (ALS-1, ALS-2), and aluminoborosilicate (ALBS) glasses. The fracture strength of sheet glass was measured by the four-point bending test, the ring-on-ring test, the ball drop test, and the predamaged four-point bending test. ALBS glass, which has the lowest crack formation probability before chemical strengthening, is more damage tolerant than other glasses, and one of the best candidates for chemical strengthening.