工程应力分布玻璃特性及其应用.pdfVIP

2009年中国玻璃行业年会耍技术研讨会论文集 工程应力分布玻璃特性及其应用 Characteristicsand of stress profileglass applicationengineered 许杰张保军马眷荣 中国建筑材料科学研究总院玻璃科学研究所北京 100024 stressle，ESP)玻璃作为新型的增强玻璃引起了研究人 摘要工程应力分布(engineeredprofi 员的广泛关注。综述了ESP玻璃的几种制造工艺及其力学性能。总结了ESP玻璃较传统增强玻璃的 优点：强度高，强度分散性低，抗表面损伤能力强及断裂前出现多重裂纹。最后，介绍了ESP玻璃 应用前景。 Asanovel 他stract stress hasbeen strengthenedglass，engineeredprofile(ESP)glass attractedextensiveattentionofresearchers．Theandmechanical processing properties ofseveralESP areintroduced．ThemeritsofESP withtraditional glasses glasscompared are strengthenedglass highstrength，lowstrength outlined，namely surface resistanceand beforefinal future damage multiplecracking failure．Finally，the ofESP is applicationglassproposed． 关键词ESP玻璃应力分布两步离子交换强度稳定性 wordsESP stress ion glass strength Key profiletwo—stepexchange stability 1 引言 玻璃因具有透光性能好，加工成型工艺简单而被广泛应用建筑，汽车，航空及航天等领域。众 所周知，玻璃的主体结构是由Si-O共价键结合而成。这决定了玻璃的力学性能表现为脆性行为，即 断裂之前没有明显的宏观塑性。研究人员通过玻璃化学键强计算得出玻璃的理论强度为杨氏模量的 1／10数量级…。这意味着玻璃的理论强度可以达到约7000MPa，而普通玻璃的实际强度几乎很难达 到100MPa，比理论强度低2～3个数晕级。主要原因是玻璃中存在很多微观裂纹，在受力情况下， 裂纹处产生应力集中，再由于脆性，裂纹迅速扩展，使玻璃的实际强度大为降低。这些微观裂纹称 为6riffith裂纹姑洲。玻璃的低强度成为制约其进一步发展的关键凶素。 离子交换增强，或者化学钢化，是一个在玻璃转化温度(功以下，将玻璃置于熔融盐中进行离 子交换的过程。其原理是玻璃中离子半径较小的碱金属离子与熔盐中离子半径较大的碱离子因相互 扩散而发生离子交换，熔盐中碱离子半径大于玻璃中碱离子半径，大离子“塞进”原来小离子所在 的位置，使玻璃表面层密度增加，在玻璃表面产生压应力，从而使玻璃强度提高H~61。传统单步离子 of 交换可以将玻璃强度提高3～5倍，但是强度的变异系数(coefficientvaria