The invention belongs to the technical field of glass surface stress prediction, and relates to a method for predicting the surface compressive stress of chemically strengthened glass. The invention uses the method of establishing the relationship between the hardness and the pressure stress to predict the surface pressure stress of the chemically enhanced glass surface, which can greatly simplify the experimental steps and save the time and the cost of the experiment. Only one hardness test is required to obtain more mechanical properties of glass surface. At the same time, the traditional method of glass surface stress measurement requires that the size of glass is less than 300 x 300mm. Compared with the existing traditional method of measuring the stress of glass surface, the invention has no limitation on the size of the sample, and can detect the residual stress of the very small volume of the material.
【技术实现步骤摘要】
一种预测化学强化玻璃表面压应力的方法
本专利技术属于玻璃表面应力的预测
,涉及一种预测化学强化玻璃表面压应力的方法。
技术介绍
陶瓷和玻璃材料表面通常会存在由于加工(物理强化或化学强化)或弹塑性错配引发的残余应力。单相材料中不同区域热膨胀系数的差异或弹性的差异也会导致材料微观区域产生残余应力,对于多相材料,不同组分及晶相之间性质的差异同样会产生微观尺寸的残余应力。对于材料表面不同尺度范围的残余应力,应力状态的充分表征对于理解材料服役过程中力学性质的变化具有重要意义。残余应力的测试方法很多,包括等达因法、超声法、光弹法等。其中,光弹法由于具有无损、方便、迅速、能够定量测量等优点从而受到广泛的关注。光弹法是基于双折射的原理,把试件中各点与双折射效应有关的应力响应通过相关系统变为光弹性条纹以供应力研究的方法。若玻璃中存在残余应力,当光入射到玻璃中时会发生双折射现象,经过计算即可得到玻璃表面应力值。然而光弹法对材料尺寸有所限制,若材料尺寸太小以至无法覆盖光弹法测试设备的测试区域,此时就无法通过光弹法给出材料表面残余应力状态。此外,近年来由于微观电子力学器件和微观光学电子器件的应用越来越广泛,对于小尺寸脆性材料应力状态的表征引起了研究人员的高度重视。Tandon等人利用纳米压痕仪立方角压头在钠钙玻璃表面产生的裂纹长度预测了残余应力(R.Tandon,T.E.Buchheit,J.Am.Ceram.Soc.,2007,90(2),502-508),K.Kese等人采用了同样的方法预测了维氏硬度压痕附近的残余应力(K.Kese,D.J.Rowcliffe,J.Am ...
【技术保护点】
一种预测化学强化玻璃表面压应力的方法,其特征是,(1)按照不同的时间和化学强化温度制备不同表面压应力的化学强化玻璃样品,(2)用无水乙醇和去离子水清洗干净玻璃表面,并采用紫外灯照射产生的荧光区分玻璃空气面和锡面,进行标记;(3)将清洗好的化学强化玻璃放置于纳米压痕仪样品台上,采用纳米压痕玻氏压头对化学强化玻璃空气面和锡面的硬度进行测试,纳米压痕硬度测试的压入深度在200nm以上,每块样品每个表面不同位置分别测试10~15次,获得硬度平均值;(4)将化学强化玻璃放置于表面应力仪测试区域,利用光弹法对化学强化玻璃空气面和锡面的表面应力进行测试,每块样品每个表面分别在不同位置测量3~5次,获得表面应力平均值;(5)将测量得到的空气面和锡面硬度与表面压应力值分别绘图,并分别进行曲线拟合,获得空气面和锡面的压应力计算公式,从而根据硬度预测化学强化玻璃表面压应力。
【技术特征摘要】
1.一种预测化学强化玻璃表面压应力的方法,其特征是,(1)按照不同的时间和化学强化温度制备不同表面压应力的化学强化玻璃样品,(2)用无水乙醇和去离子水清洗干净玻璃表面,并采用紫外灯照射产生的荧光区分玻璃空气面和锡面,进行标记;(3)将清洗好的化学强化玻璃放置于纳米压痕仪样品台上,采用纳米压痕玻氏压头对化学强化玻璃空气面和锡面的硬度进行测试,纳米压痕硬度测试的压入深度在200nm以上,每块样品每个表面不同位置分别测试10~15次,获得硬度平均值;(4)将化学强化玻璃放置于表面应力仪测试区域,利用光弹法对化学强化玻璃空气面和锡面的表面应力进行测试,每...
【专利技术属性】
技术研发人员:颜悦,李晓宇,姜良宝,厉蕾,霍钟祺,
申请(专利权)人:中国航发北京航空材料研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。