玻璃纤维表面微裂纹初探

一、前言众所周知,玻璃及玻璃纤维的表面情况,影响着它们的机械强度、化学稳定性以及其他物理化学性能。玻璃及玻璃纤维的表面缺陷,降低了它们的机械性能、化学性能以及其他物理化学性能。表面缺陷中,最引人注意的缺陷之一,要算是表面微裂纹。这种微裂纹的存在,不仅降低了玻璃及玻璃纤维的机械强度,而且还降低了它们的化学稳定性等物化性能。因此,研究玻璃纤维表面微裂纹的形态特征、分布情况等,及其观测方法,是进一步提高玻璃纤维机械强度、化学稳定性等,挖掘玻璃材料性能潜力的重要前提。     

建筑玻璃的断裂力学

基于经典断裂力学理论,研究建筑玻璃断裂原理、裂纹扩展、表面形貌与裂纹形态,并对I型断裂与格里菲斯方程结合对裂纹扩展速率的影响加以分析。根据有关玻璃断裂实例,对比全钢化、半钢化、未钢化玻璃的表面应力与颗粒度,分析玻璃挠度对于破裂颗粒度的影响,以期有助于玻璃材料断裂力学研究工作的开展。     

增加瓶罐玻璃强度的趋向

玻璃究竟为什么会破裂?众所周知,初始状态的玻璃强度是很大的,但是,仅仅经过几个毫秒的时间之后,瓶罐玻璃或其他种玻璃由于上百个因素的影响而降低了玻璃的强度。这种强度降低的情况在玻璃纤维上亦然,只不过是需要几秒,而不是几毫秒而已。玻璃纤维的实验表明,在纤维拉制出的一、二秒钟内,其强度是非常高的,但不久,纤维强度就降低了。我们亦知道,这是玻璃表面上产生了微裂纹的缘故。如果把玻璃放入氢氟酸中,将玻璃的表面一层溶去,则可获得高强度的玻璃。遗憾的是,仅在一瞬时之后,新的微裂纹又出现了,玻璃的强度又随之降低了。     

玻璃纤维表面裂纹的试验

一、导 言 玻璃纤维的强度比同成分的大块玻璃要高得多,而且纤维愈细,强度愈高。对于玻璃纤维具有高强度的理由,到目前为止,还有不同争论。Griffith首先提出了强度统计理论。yH及apTe-还进一步指出,直径大于50微米的纤维可用此理论。对于玻璃板、管、棒的微裂纹,An-     

玻璃的脆性(三)

玻璃的缺陷可分为纳观缺陷、微观缺陷和宏观缺陷。纳观缺陷为纳米尺度的缺陷,指玻璃结构缺陷,包括微相、微不均、配位不全,空穴等。微观缺陷指微米尺度缺陷,主要为玻璃表面Griffith裂纹。宏观缺陷为玻璃制造中产生的缺陷,如气泡、结石、条纹,以及使用过程中的损伤。这些缺陷的存在增加玻璃的脆性。描述了玻璃表面Griffith裂纹的尺寸、分布以及形貌。     

玻璃瓶罐的表面强化

所谓玻璃瓶罐表面强化，是采用改变和改善玻璃表面组成和状态的方法，使玻璃的化学稳定性、机械强度提高，赋予玻璃表面以某些特殊性能的过程。增强表面的方法有很多。一般通过两种主要途径：一是利用离子交换的物理化学增强方法，消除玻璃表面微裂纹。处理以后瓶子的爆破压力明显增强，但由于工序复杂、费用高，     

脉冲强流电子束轰击对玻璃表面状态的影响

用脉冲强流电子束在真空度为 8× 10 - 3Pa下轰击钠钙硅酸盐玻璃 ,束能、束流、束径、脉宽和能量强度分别为 2 9keV ,10kA ,60mm ,5 μs及 4J/cm2 。当强流电子束射入到玻璃靶 ,瞬时间微区产生的最大功率密度达 10 1 2 W /cm2 ,电子束能量和电荷的沉积导致玻璃表面产生热应力 ,接着出现微裂纹。用金相显微镜和原子力显微镜 (AFM )观察微裂纹的形貌。结果表明微裂纹图象与Griffith裂纹相似。这可能是射入的电子束将Griffith裂纹扩展所致。经电子束轰击后 ,玻璃表面对水的润湿性提高     

碲卤系玻璃拉丝诱导表面缺陷的研究

在拉制Ｔｅ－Ｓｅ－Ｘ（Ｘ＝Ｂｒ,Ｉ）碲卤系玻璃纤维时,发现玻璃纤维和预制棒颈缩区的表面出现了折皱状结构的缺陷,这些缺陷在含碘玻璃的表面不明显,而在含溴玻璃的表面十分显著,并残留在所得玻璃纤维的表面。用ＳＥＭ,ＥＤＳ和光学显微镜等手段对这些缺陷进行观察的结果表明：折皱状结构是由于预制棒在受热颈缩时,因表面的卤素,硒原子的释出而导致的,当表面部分的玻璃组成跑出玻璃形成区时,表面便出现析晶。     

玻璃的多步强化法

一、前言 玻璃的理论强度高达2×10~6磅/吋~2,而实际强度只有理论值的百分之一。在研究玻璃强度时值得注意的是玻璃的表面。Griffith认为玻璃表面微裂纹的存在是玻璃破裂的先兆。改进玻璃的强度有两个途径:1.减少和消除玻璃的表面缺陷;2.使玻璃表面形成压应力层,以克服表面微裂纹的作用。 为了提高玻璃的强度,Procter于1962年研究了酸处理的方法,此后他又与Whitney和Johnson合作于1967年研究了抛光的方法,得到的结果是,这两种方法能够暂时提高     

压痕疲劳强度法测定玻璃断裂韧度

玻璃和钢化玻璃构件在正常情况下,除了内部结石及杂质的影响,受载破裂的起始点是表面的微小裂纹.玻璃在生产成形、机械研磨、表面热处理及运输、使用过程中受到擦伤、侵蚀及微颗粒冲击,表面产生微裂纹是不可避免的.裂纹有效尺寸一般在几微米至几十微米之间.正是这些表面缺陷决定着玻璃及钢化玻璃的强度.典型的具有表面半圆裂纹试件的临界断裂应力σ_c为:     

若干化学钢化玻璃的断裂韧性

葛里菲斯(Griffith)指出:玻璃的断裂在于表面存在微裂纹,其断裂过程就是这些裂纹逐渐扩展的过程,所以即使在临界应力值以下,玻璃也会产生脆性断裂。通常人们都是用玻璃的断裂韧性K_(1c)来判断玻璃的脆性断裂程度。从裂纹的扩展力分析来看,由于扩展力     

离子交换对磷酸盐玻璃表面裂纹扩展的影响

采用LiNO3和NaNO3混合熔盐在250℃对N31型磷酸盐玻璃表面进行离子交换处理,研究了小离子交换大离子对玻璃表面和亚表面裂纹的扩张作用.利用偏光显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对离子交换前后玻璃表面形貌和成分进行了测试,根据有限源扩散动力学和离子交换表面应力分布理论,分析了离子交换时间和H2O对裂纹扩张的影响.结果...     

玻璃的脆性(五)

阐述了采用合适的玻璃成分,降低玻璃中的微观和宏观缺陷、减少玻璃表面裂纹和进行表面处理等措施,以降低玻璃的脆性。     

玻璃钢的耐水性

在“玻璃钢的吸水性”一文中讨论了玻璃钢结构与吸水性之间的关系,本文则讨论吸入玻璃钢中的水如何对玻璃钢产生侵蚀作用以及玻璃钢的耐水性与结构之间的关系。 水对玻璃钢的侵蚀作用包括水对玻璃纤维、树脂和玻璃纤维-树脂界面的侵蚀以及水助长微裂纹扩展等方面。下面分别加以讨论。 一、水对玻璃纤维的侵蚀 以硅酸盐玻璃为原料拉丝而得的玻璃纤     

微通道板铅硅酸盐玻璃表面纳米尺度的形貌(英文)

氢还原后微通道板铅硅酸盐玻璃表面的形貌与微通道板的使用性能直接相关。利用原子力显微镜研究了不同还原条件下的微通道板铅硅酸盐玻璃表面的纳米尺度形貌变化过程,并构建了还原过程中的表面微结构模型。结果表明：微通道板铅硅酸盐玻璃表面存在 2 种微结构形貌：一种是还原生成的新相颗粒弥散分布于玻璃基体中,还原条件影响弥散分布的颗粒尺寸与距离,还原初期容易出现小颗粒的弥散结构,而通过长时间还原或高温还原后则会出现大颗粒的弥散结构;另一种是新相颗粒相互连接形成连通结构。2 种微结构形貌的形成取决于还原条件。经 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱分析表明：铅硅酸盐玻璃表面的新相颗粒为玻璃中铅离子被还原生成的铅原子聚集体     

化学镀镍铜磷废液的再生

1 前言 导电玻璃纤维是玻璃镀金属技术与玻璃纤维表面处理技术相结合而开发的产品,它是用化学镀技术在纤维表面镀上合金,使其具有特定的功能.镀金属导电玻璃纤维导电性好、密度低、成本低,易于与树脂结合,是一种优良的导电填料,应用于电磁屏蔽或吸波材料.     

微通道板热加工过程中芯皮玻璃界面的成分扩散EI北大核心CSCD

通过扫描电子显微镜、质量能谱仪和原子力显微镜测试了微通道板单丝、复丝及坯板中芯皮玻璃界面的成分和结构彤貌,并分析了其变化趋势。采用压片法模拟了不同热加工条件下芯皮玻璃界面的状态,测试并分析了工艺参数变化对界面成分扩散能力和表面形貌的影响。结果表明：微通道板芯皮玻璃界面的Si4＋、Bi3＋、Pb2＋、Ba2＋、La3＋离子的界面扩散能力强,O2-、K＋离子在界面处的扩散能力弱。界面处的离子进行芯皮玻璃间的相互扩散,其中Bi3＋的扩散甚至可渗透微孔间最薄处的皮玻璃层,而扩散能力的差异致使微孔表面玻璃成分呈现不均匀分布。界面的扩散能力受到温度和压力的影响,并随温度的提高和压力的增加而增强。微通道板微孔内壁表面的粗糙度随芯皮玻璃界面的扩散增强而增大,酸蚀剥离芯玻璃后的皮玻璃表面出现岛状结构,这种岛状颗粒在光纤拉制时就已经在界面处形成,表明芯皮玻璃界面的扩散存在相互反应扩散。     

国内偶联剂浅谈

硅烷偶联剂能够改进玻璃与树脂的界面粘结,虽有限制层理论、变形层理论、摩擦系数理论、选择吸附理论之见解,但化学键理论至今仍占主要地位。在玻璃纤维作为增强材质时,Marsden提出了关于硅烷偶联剂的两种反应性,一种是无机反应性,即硅烷一玻璃间的粘附,偶联剂能与玻璃进行物理吸附,与玻璃以氢键或共价键形式作用,在玻璃表面形成交联层,除掉玻璃表面的水份等。另一种是与树脂的有机反应性,即硅烷——树脂间的粘附,偶联剂以共价键的形式与树脂作用,有效地把应力从树脂传递到玻纤上,并且能够改进树脂的润湿性,增加树脂的韧性,防止水份的侵入,减少玻璃内部微裂纹的产生,从而增强玻璃与树脂的界面粘结,提高制品强度、电性能和光学性     

堇青石基微晶玻璃的热膨胀行为

研究了加TiO_2的富镁堇青石组成微晶玻璃的热膨胀行为。这种微晶玻璃中含有大量晶体和极少量的玻璃相。其中主要晶相是堇青石。此外,还有金红石与镁铝钛酸盐固溶体。在晶化处理的冷却过程中由于晶体具有热膨胀的各向异性,在热应力的作用下在微晶玻璃内部生成了微裂纹。借助于应力计算公式描述了微裂纹生成的原因。这种微裂纹可以用膨胀仪测得的加热-冷却曲线间的回线来加以描述。实验指出微裂纹的增量与实验温度间有一函数关系,可用经验公式y=ae~(bx)表示。最后通过扫描电子显微镜观察,分析指出了微裂纹存在的位置与大小。     

增强树脂用玻璃纤维表面处理技术的研究进展

玻璃纤维表面处理是获得优良性能的玻璃纤维复合材料的关键技术,从增强聚合物基复合材料的角度,综述了玻璃纤维表面处理的研究情况,提出了研究中亟待解决的问题,认为开发大分子偶联剂以及表面二次接枝处理是表面处理技术未来的发展方向。