一种高强度稳定性工程应力分布玻璃及其制备方法技术

技术编号:45628151 阅读:27 留言:0更新日期:2025-06-24 18:52
本发明专利技术提供一种高强度稳定性工程应力分布玻璃及其制备方法,该玻璃采用二次离子交换法制备,该玻璃包含离子隔断层,该离子隔断层位于玻璃一次离子交换层内部。本发明专利技术中离子隔断层的设置截断了玻璃离子交换路径,使得在二次离子交换时,离子隔断层之上的一次离子交换离子能够被充分交换,而离子隔断层之下的一次离子交换离子浓度保持稳定。这一特性使玻璃的二次离子交换过程更加简便可控,有效避免了过度离子交换问题,保证了玻璃仍具有较好的一次离子交换压应力效果,实现提升玻璃强度的同时玻璃强度稳定性得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃制备,具体属于一种高强度稳定性工程应力分布玻璃及其制备方法


技术介绍

1、玻璃因其优异的性能在众多领域得到广泛应用。玻璃的结构主要由si-o共价键构成,表现出典型的脆性力学行为。理论上,基于化学键强度计算的玻璃断裂强度可达7000mpa,然而实际应用中,玻璃的强度往往难以超过100mpa,远低于理论值。这一问题的主要原因是玻璃对表面损伤极为敏感,而表面的微裂纹和损伤在实际加工和使用过程中难以避免。在受力时,裂纹处应力集中,导致裂纹快速扩展,显著降低玻璃的实际强度。

2、为解决这一问题,研究者开发了离子交换强化技术对玻璃进行增强。该技术通过将玻璃置于高温硝酸盐熔盐中,在一定温度下促使玻璃中的碱金属离子(如na+)与熔盐中半径较大的碱金属离子(如k+)发生交换。交换完成后,较大的离子在玻璃表面形成挤压效应,产生一层压应力,从而抑制表面微裂纹的扩展,显著提高玻璃的强度。然而,高温熔盐对玻璃表面存在一定的腐蚀性,可能导致微裂纹数量增加,损害玻璃强度。如此两种相互矛盾的效应导致离子交换玻璃的可靠性降低,即强化玻璃的强度虽然提高,但强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,该玻璃采用二次离子交换法制备,该玻璃包含离子隔断层,该离子隔断层位于玻璃一次离子交换层内部。

2.根据权利要求1所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,所述离子隔断层的厚度为100μm~500μm,所述离子隔断层的边界距离玻璃边界2mm~3mm。

3.根据权利要求1所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,所述离子隔断层在玻璃表面以下且比一次离子交换层最深处高50μm~150μm。

4.根据权利要求3所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,一次离子交换层的最深处采用ED...

【技术特征摘要】

1.一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,该玻璃采用二次离子交换法制备,该玻璃包含离子隔断层,该离子隔断层位于玻璃一次离子交换层内部。

2.根据权利要求1所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,所述离子隔断层的厚度为100μm~500μm,所述离子隔断层的边界距离玻璃边界2mm~3mm。

3.根据权利要求1所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,所述离子隔断层在玻璃表面以下且比一次离子交换层最深处高50μm~150μm。

4.根据权利要求3所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,一次离子交换层的最深处采用eds或epma检测得到。

5.根据权利要求1所述的一种高强度稳定性工程应力分布玻璃,其特征在于,所述离子隔断层采用激光内雕方法制备,所述激光的波长355nm~532nm,激光光斑直径为10μm~90μm,激光功率为5w~30w,脉冲频率为20khz~50khz,扫描速度为2mm/s~50mm/s。

6.一种高强度稳定性工程应力分布玻璃的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

7.根据权利要求6所述的一种高强度...

【专利技术属性】
技术研发人员:张佩余嘉馨郭奕廷韩天宇王海翔张效华郭宏伟朱建锋
申请(专利权)人:陕西科技大学
类型:发明
国别省市:

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