分子结构对玻璃离子交换强化效果的影响.pdf

第42卷第6期 玻璃与搪瓷 Vo1．42No．6 2014年 l2月 GLASS ENAMEL Dec．2014 分子结构对玻璃离子交换强化效果的影响 陈志红 (洛玻集团浮法玻璃新技术国家重点实验室，河南 洛阳 471000) 摘要：以普通钠钙硅玻璃为原片，通过微量调整玻璃中A1：0、CaO、SiO、MgO的质量分数，研究 原料配比的变化所引起玻璃 内部分子结构的变化对离子交换强化效果的影响，并研究了不同的 热处理工艺对玻璃离子交换强化效果的影响。 关键词：玻璃；原料配比；热处理；分子结构；离子交换 中图分类号 ：TQ171．682 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—2871(2014)06—0001—04 DOI：10．13588／j．cnki．g．e．1000—2871．2014．06．001 TheInfluenceofM icrostructureon Ion—-‘Exchange StrengtheningofGlass CHEN Zhi——hong (CLFGNationalKeyLaboratoryofNewFloatGlass，Luoyang471000，China) Abstract：Theinfluenceofvariousmicrostructuresofsodalimeglasscausedbyslightlydifferentcon． tentofA12O3，CaO，SiO2，MgO，respectively，aswellasheattreatmenttechnologyonion exchange strengtheningofglasswasinvestigated． Keywords：glass；batchcomposition；heattreatment；microstructure：ion—exchange 0 引言 近年来随着信息产业和光电子产业的发展，超薄平板玻璃的应用 日益广泛，从传统的钟表表蒙、仪器仪 表蒙面等发展到等离子显示器保护屏、液晶显示器保护屏、太阳能玻璃盖板以及手机保护屏等领域，并且随 着平板玻璃生产技术的发展，玻璃也越来越薄，有效地减轻 了电子产品的重量。这些超薄的平板玻璃作为显 示器的保护屏，使用前必须进行强化处理，从而有效地防止显示产品屏幕表面的冲击和划伤损害，延长产品 的使用寿命。 目前，绝大多数生产厂家采用低温型离子交换法对超薄玻璃进行强化。所谓低温型离子交换法，即在低 于玻璃转变温度范围内，将含有碱金属离子A的玻璃浸在含有比A离子半径大的碱金属离子B的熔盐中， 在一定温度条件下，熔盐中的碱金属离子B会置换出玻璃中碱金属离子A ，由于两种碱金属离子的体积差 造成的 “挤压效应 ”，在表面形成压应力层，从而提高了玻璃的强度。化学钢化就是通过离子 自然扩散和相 互扩散的原理实现的。 离子扩散的速度与离子交换的温度有关，离子交换的温度越高，熔盐中的碱金属离子B获得较高的扩 $ 收稿 日期：2014-05-15 · 2 · 玻璃与搪 瓷 2014年 12月 散活化能，越有利于扩散的进行。除此以外，离子扩散的速度还与玻璃本体的内部结构有很大关系。在普通 钠钙硅玻璃中，碱金属离子作为网络外体填充在[SiO]构成的网络空隙里，而网络空隙的大小和玻璃本体 内 碱金属离子与周围游离氧结合能力的大小，也影响着熔盐中碱金属离子的扩散。因此如何扩大网络间隙，减 小玻璃本体内碱金属离子与周围游离氧的结合能力，为熔盐中碱金属离子的扩散创造 良好的条件，是本研究 的主要内容。 本工作利用低温型离子交换法，以KNO，为熔盐的主成分，在一定温度下，使熔盐中的K置换玻璃中的 Na，从而提高玻璃的强度。主要从原料配方和热处理过程两个方面来研究玻璃 内部分子结构对离子交换 效果的影响 1 实验与