摘要：在玻璃行业,对超高强度要求的玻璃以及超薄玻璃的强化主要采用离子交换法,大量文章中提及关于不同离子交换工艺对玻璃强度的影响;为了满足玻璃薄型化的趋势,同时满足强度需求,产业内推出了成本较高的Na-P-Al-Si玻璃基板以及与其搭配的在掺杂盐浴内进行多次离子交换方法;本文主要论述在较稳定和便宜的Na-Al-Si玻璃以及传统单次离子交换法强化玻璃的基础上引入离子迁移并进行多次离子交换(即"凯丽法"),研究离子迁移与离子交换对玻璃强度的影响."凯丽法"主要过程为:第一步,将玻璃放在盐浴中进行第一次离子交换(IOX1,ion exchange);第二步,取出玻璃,并在高能量下进行离子迁移(IM,ion layer moving);第三步,再在盐浴中进行第二次离子交换(IOX2);分析在三个步骤玻璃中外来离子K+浓度变化,测量表面压应力(CS,compress stress)、离子交换深度(DOL,depth of ion exchange layer)、强度(四点弯曲、落球测试等)、表面硬度和化学稳定性.结果表明:"凯丽法"在单次离子交换法基础上引入离子迁移,DOL增加了约70um,达到120um左右,易于达到更深的DOL,且具有特殊的应力分布层,CS能达到650～800MPa,带来了2倍的抗冲击强度,该应力层同时避免了传统离子交换法达到更深的DOL后,中心张应力(CT,central tension)值过大带来玻璃自爆的安全性风险;"凯丽法"Na-Al-Si强化玻璃与掺杂盐浴多次强化Na-P-Al-Si玻璃相比,化学强化各方面指标持平,但具有更高的表面硬度和化学稳定性;从实施过程来说,相比于传统的单次离子交换法和特别掺杂盐浴配比的多次离子交换法,"凯丽法"具有可使用同一盐浴进行多次强化,不增加其他设备,且过程简单易控的优势.
