我国玻璃表面科学技术的开拓者——记大连工业大学王承遇教授

半个世纪以前,当玻璃表面科学技术还不为国人所熟知时,王承遇即开始了玻璃表面的教学和科研工作,并在玻璃表面物理化学、玻璃表面处理等领域取得了卓越的成就。众所周知,1920年英国学者格里菲斯（Griffith）提出了表面微裂纹学说,认为玻璃表面存在微裂纹,玻璃纤维愈细,单位面积内微裂纹愈少,玻璃强度愈高,此学说不仅是玻璃科学而且也是固体断裂力学的经典理论。此后,国外学者拍摄了平板玻璃表面微裂纹的照片,证明了格里菲斯裂纹的存在,但没有涉及到玻璃纤维的微裂纹。     

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，     

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。     

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:     

酸洗增强玻璃试验总结

大家知道,玻璃的实际强度比理论强度低许多倍。这是由于玻璃内部结构排列无序和表面缺陷(微裂纹)造成的。因此,为了提高玻璃的机械强度,不外是通过改变玻璃的结构(使其分子由无序排列转变成定向排列)、应力分布或消除表面缺陷来实现。化学增强法就是通过消除表面缺陷,以使玻璃强度得到“再生”的处理工艺。由于这种方法工艺简单、成本较低,不受厚度和形状的限制,易切裁,不自爆,因而可作为大面积、高强度、轻质的透明材料,也可以作为夹层玻璃、双层     

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。     

第一讲 玻璃纤维的成份

一、玻璃纤维成分的主要组成,它们在玻璃中的作用,以及生产上常用的原料。所谓玻璃纤维成分,严格来说应该是玻璃纤维的化学组成。玻璃成份的主要组成: (1)二氧化硅(SiO_2)。它是构成硅酸盐玻璃的主要组成,在玻璃中占有很大比重,低的50～60％,高的70～80％。它构成玻璃骨架。引入二氧化硅会提高玻璃粘度、熔制温度、化学稳定性和机械强度。一般用石英砂、石英砂岩来引入SiO_2。 (2)氧化铝(Al_2O_3)。随着玻璃品种不     

微晶玻璃的玻璃相

微晶玻璃几乎都含有未结晶玻璃的残余,残余玻璃相的组成和体积分数取决于母体玻璃的组成与热处理制度。 残余玻璃相可能显著地影响到微晶玻璃的一些重要性质。例如,某些与离子穿过微晶玻璃结构的扩散性有关的及与微晶玻璃的粘滞流动有关的性质,都强烈地依赖于玻璃相的化学组成和体积分数。此外,微晶玻璃的机械强度、微裂纹增大方式、化学稳定性以及对可见光的透过度等也受到玻璃相的影响。     

国外玻璃纤维表面处理发展水平介绍

一、概 述 玻璃纤维的表面化学处理是提高玻璃钢性能的重要措施之一。它不仅提高了玻璃钢的干态强度,而且特别显著地提高了玻璃钢的湿态强度。同时,还显著地改善了玻璃钢的耐候性、耐水性、电性能、热性能和耐腐蚀性能,延长了制品的使用寿命。近年来的理论研究表明,表面化学处理的这种作用是由于它增强了玻璃与树脂间的粘结,防止水或其他介质的渗入,从而改善了树脂—玻璃界面状态的缘故。因此,玻璃纤维的表面化学处理,不仅是提高玻璃钢性能的重要措     

(JC/T556)磨碎玻璃纤维标准说明

1概述 磨碎玻璃纤维是指由无碱或中碱玻璃纤维原丝经粉碎、碾磨以及筛选等过程而制成的极短的纤维,主要用作增强各种热固性和热塑性树脂,如填充聚四氟乙烯、增强尼龙、PP、ABS、环氧及酚醛等.树脂中加入一定量的磨碎纤维,可以明显改善制品的各种性能,如能提高制品的刚度、尺寸稳定性和耐冲击强度,并在制品的抗裂性和耐磨性等方面都有良好的效果,同时还可以改进树脂粘结剂的稳定性.特别用于浇铸制品、模具等制品等时可以找平外表面缺陷,改善表面裂纹现象,降低模塑收缩率.因此磨碎玻璃纤维广泛用于冶金、矿山、化工、纺织、国防等工业部门.     

玻璃纤维及其玻璃钢的老化,耐水等性能研究

本文列举了玻璃纤维室内长期存放、室外老化、浸酸碱、浸水的强度变化数据及无碱、中碱玻璃成份、表面化学处理等对玻璃钢老化、浸酸碱、浸水的强度变化、透光性能的影响以及玻纤增强聚丙烯室外自然老化5年的强度变化。     

酸处理及有机涂层对玻璃力学性能的影响

采用氢氟酸基溶液对玻璃进行腐蚀,研究酸腐蚀对玻璃强度的影响。对新鲜玻璃表面施加有机涂层,研究了玻璃表面的微观结构及力学性能。结果表明,酸腐蚀可以提高玻璃的强度,处理10 min后强度达到最大,但是强度稳定性差,表面易受损伤,在酸处理后的表面施加有机涂层可以极大提高玻璃的强度。其增强机制是,涂层填充了玻璃裂纹空隙,起到治愈损伤的效果,同时泊松抑制效应也对玻璃强度的增加起了作用。与物理钢化及化学钢化相比,这种综合增强方法明显提高了玻璃的力学性能,同时降低了成本。     

锆在建筑陶瓷坯体、釉料及微晶玻璃中的作用与影响

本文主要介绍了二氧化锆的基本物理和化学性能,以及其在釉料与微晶玻璃中的作用.由于锆英石的高折射率,其主要应用在墙地砖和卫生瓷的乳浊釉以及微品玻璃方面,它可提高釉料及微晶玻璃的粘度,降低热膨胀系数,并改善其机械强度和耐化学腐蚀性等.     

B201、B202两种处理剂的合成

玻璃织物表面化学处理剂主要具有以下用途: 1.提高玻璃纤维增强塑料的机械强度、耐水性、耐老化性、电性能、耐烧蚀性能等。 2.可作为胶粘剂的掺合物,提高金属——金属、金属——橡胶、金属——玻璃钢等之间的粘结强度。 随着玻璃钢应用的日益广泛,对高强度、耐老化、耐烧蚀等性能的要求也越来     

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     

化学钢化工艺对薄玻璃性能影响

薄玻璃由于其优越的性能广泛用于电子显示领域,为了增加其抗弯强度、抗冲击强度、使用安全性能和维氏硬度,需要对其进行化学钢化处理。化学钢化分为一次化学钢化和二次化学钢化两种工艺,采用二次化学钢化工艺制备的玻璃性能明显提高,钢化支架影响被钢化玻璃的质量,通过在支架上缠绕两层不同直径的高硅氧玻璃纤维丝,隔绝玻璃与钢化支架的直接接触,减少钢化后玻璃表面缺陷的产生,提高化学钢化的成品率和质量。     

砷与锑在建筑陶瓷釉料及玻璃（包括微晶玻璃）中的作用与影响

本文主要阐述了砷、锑的基本物理化学性质，以及主要存在形式，并研究了三氧化二砷、三氧化二锑对釉料及微晶玻璃主要性能的影响。结果表明：当As2O3与Sb2O3引入比较多时，它们会降低釉料及玻璃（包括微晶玻璃）的熔化温度、粘度、表面张力、机械强度以及酸、碱的耐侵蚀能力，但提高了其热膨胀性能。然而，在大多数的情况下，As2O3与Sb2O3的引入量只有0．5％左右，此时，对釉料及玻璃（包括微晶玻璃）性能的影响不大。     

潜水器观察窗用有机玻璃的损伤与破坏行为

潜水器观察窗是深海载人潜水器的唯一非金属结构部件,研究该观察窗用有机玻璃材料的损伤破坏行为以及抗裂纹扩展性能对潜水器观察窗使用寿命以及安全可靠性评估具有重要意义。根据观察窗有机玻璃的受载形式,进行拉伸、压缩、剪切、断裂韧性、应力银纹等测试,表征与服役损伤相关的关键力学性能;研究可能出现的损伤缺陷对有机玻璃关键力学性能的影响;结合潜水器观察窗玻璃的损伤缺陷情况,对观察窗用有机玻璃的缺陷(裂纹)扩展性能进行了研究。结果表明,潜水器观察窗用有机玻璃的压缩强度为115 MPa,剪切强度为62.6 MPa,与无机玻璃、定向有机玻璃、聚碳酸酯等材料相比,具有强度高、变形量小、不会突然发生破坏等优势;潜水器观察窗用有机玻璃的抗银纹引发以及抗裂纹扩展的性能较好,应力银纹强度为20.6 MPa、断裂韧性为1.66 MPa·m^1/2;有机玻璃银纹损伤对拉伸、压缩、剪切静强度基本无影响;与银纹损伤相比,微裂纹缺陷使得压缩屈服强度略有降低但裂纹不扩展,使剪切强度降低约15%且破坏程度剧烈,对拉伸强度影响最大,使其降低约70%。     

酸沥泸纳硅酸盐玻璃制造高硅氧玻璃纤维性能的研究

以纯碱和石英砂为主要原料制备钠硅酸盐原始玻璃纤维,经酸沥滤、水洗、烘干、烧结等工艺处理后,得到SiO2含量达96%以上的高硅氧玻璃纤维.本文研究了钠硅酸盐原始玻璃纤维的玻璃组分、不同浓度的酸沥滤玻璃纤维的离子交换反应进程,酸沥滤、水洗和烧结等工艺条件对纤维性能的影响.研究结果表明,原始玻璃组分中,随着钠含量的增加,原始玻璃纤维化学稳定性迅速降低,制造的高硅氧纤维强度下降,原始组分中引入少量氧化铝有利于提高高硅氧玻璃纤维的强度.提高酸溶液温度,能够加快酸沥滤反应速度,缩短反应时间.酸沥滤及水洗烘干后,高硅氧纤维呈封闭的多孔结构,在高温下开始收缩,高温收缩量较低,纤维的强度随着热处理温度的提高而提高,但1100℃高温强度低于无碱和硼硅酸盐玻璃制造的高硅氧玻璃纤维.     

酸沥滤钠硅酸盐玻璃制造高硅氧玻璃纤维性能的研究

以纯碱和石英砂为主要原料制备钠硅酸盐原始玻璃纤维，经酸沥滤、水洗、烘干、烧结等工艺处理后，得到SiO2含量达96％以上的高硅氧玻璃纤维。本文研究了钠硅酸盐原始玻璃纤维的玻璃组分、不同浓度的酸沥滤玻璃纤维的离子交换反应进程，酸沥滤、水洗和烧结等工艺条件对纤维性能的影响。研究结果表明，原始玻璃组分中，随着钠含量的增加，原始玻璃纤维化学稳定性迅速降低，制造的高硅氧纤维强度下降，原始组分中引入少量氧化铝有利于提高高硅氧玻璃纤维的强度。提高酸溶液温度，能够加快酸沥滤反应速度，缩短反应时间。酸沥滤及水洗烘干后，高硅氧纤维呈封闭的多孔结构，在高温下开始收缩，高温收缩量较低，纤维的强度随着热处理温度的提高而提高，但1100℃高温强度低于无碱和硼硅酸盐玻璃制造的高硅氧玻璃纤维。