玻璃表面增强的研究进展

摘要

强度是指材料抵抗破坏或失效的能力。从力学角度分析，强度是指材料在一定载荷作用下发生破坏时的最大应力值。对于脆性材料，断裂强度最能反映它的力学性能。断裂必须克服固体的内聚力，原子键必须断开，材料的理论强度恰恰是原子键能的一种反映。根据化学键的结合强度计算，玻璃的理论强度大lOGPa。但测试结果表明，玻璃的实际强度只有80-100 MPa，比理论强度低2-3个数量级。影响玻璃实际强度的因素很多:如存放环境(如温度、湿度、气氛、存放的时间等)、表面机械加工、样品尺寸、加载速度、机械划伤以及内部不均匀性(气泡、结石)等，其中表面微裂纹的存在对玻璃实际强度影响最大。玻璃因其光学透过性能好、制造成本低、工艺控制简单及易加工成型等，而广泛应用于建筑、汽车、航空及航天等领域。但是低强度成为制约其进一步发展的主要原因。因此，提高玻璃的强度是解决问题的关键。而物理钢化可以达到的强度为350-400 MPa，是普通玻璃的3-4倍。不同的冷却装置决定不同的钢化玻璃生产工艺方法，大致可分为垂直吊挂钢化法和水平钢化法。除此之外，采用化学钢化,酸处理，表面涂层也可增强玻璃表面强度。