玻璃的脆性(三)

玻璃的缺陷可分为纳观缺陷、微观缺陷和宏观缺陷。纳观缺陷为纳米尺度的缺陷,指玻璃结构缺陷,包括微相、微不均、配位不全,空穴等。微观缺陷指微米尺度缺陷,主要为玻璃表面Griffith裂纹。宏观缺陷为玻璃制造中产生的缺陷,如气泡、结石、条纹,以及使用过程中的损伤。这些缺陷的存在增加玻璃的脆性。描述了玻璃表面Griffith裂纹的尺寸、分布以及形貌。     

钢化玻璃表面应力测量结果不确定度的评定和分析

钢化玻璃属于安全玻璃.钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压,耐冷热冲击及抗冲击能力等.故钢化玻璃的表面应力是表征玻璃钢化程度及钢化玻璃质量优劣的一个重要指标.所以能否准确地对表面应力进行测量,并对其测量不确定度进行科学的评估是评价钢化玻璃质量好坏的关键.本文采用GB/T 18144-2000标准规定的方法对钢化玻璃进行了表面应力测量,根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》评定和分析了测量结果的不确定度,为同类结果不确定度提供了评定的参考依据.     

物理钢化玻璃裂纹形态试验及Voronoi形态表征

开裂玻璃层残余作用是评估夹层玻璃开裂后性能的重要指标,玻璃裂纹形态对其有显著影响。对于夹层玻璃广泛使用的物理钢化玻璃,其裂纹形态受玻璃表面应力、厚度、开裂位置等因素影响,目前缺乏其形态表征相关研究。首先对81组物理钢化玻璃进行碎裂试验,围绕碎片面积、周长、圆度、分布密度等形态及空间分布指标进行统计分析,明确在表面应力60～105 MPa、厚度6～12 mm和3种开裂位置条件下的裂纹形态和碎片空间分布变化规律。随后,基于控制碎片全局密度和最近邻距离原则,提出了一种新的碎片形心布设方法,并结合Voronoi形态方法对物理钢化玻璃的裂纹形态进行表征。通过与试验结果比较验证,所提出的裂纹形态表征方法具有较高的重构精度。     

平板玻璃断裂过程的研究

本文用高速摄影方法研究了垂直引上窗玻璃、物理钢化玻璃和化学钢化玻璃在冲击负荷下断裂的形态及裂纹的扩展。结果表明三种玻璃冲击破裂时,首先产生径向裂纹并向外扩展,化学钢化玻璃及物理钢化玻璃还产生周向环状裂纹。物理钢化玻璃裂纹呈密集网状,窗玻璃呈树枝状,化学钢化玻璃介于两者之间。物理钢化玻璃裂纹扩展速度最快,在1000m/s以上。本文还讨论了裂纹扩展速度和冲击断裂能之间关系。     

我国玻璃表面科学技术的开拓者——记大连工业大学王承遇教授

半个世纪以前,当玻璃表面科学技术还不为国人所熟知时,王承遇即开始了玻璃表面的教学和科研工作,并在玻璃表面物理化学、玻璃表面处理等领域取得了卓越的成就。众所周知,1920年英国学者格里菲斯（Griffith）提出了表面微裂纹学说,认为玻璃表面存在微裂纹,玻璃纤维愈细,单位面积内微裂纹愈少,玻璃强度愈高,此学说不仅是玻璃科学而且也是固体断裂力学的经典理论。此后,国外学者拍摄了平板玻璃表面微裂纹的照片,证明了格里菲斯裂纹的存在,但没有涉及到玻璃纤维的微裂纹。     

建筑玻璃的断裂力学

基于经典断裂力学理论,研究建筑玻璃断裂原理、裂纹扩展、表面形貌与裂纹形态,并对I型断裂与格里菲斯方程结合对裂纹扩展速率的影响加以分析。根据有关玻璃断裂实例,对比全钢化、半钢化、未钢化玻璃的表面应力与颗粒度,分析玻璃挠度对于破裂颗粒度的影响,以期有助于玻璃材料断裂力学研究工作的开展。     

玻璃纤维表面微裂纹初探

一、前言众所周知,玻璃及玻璃纤维的表面情况,影响着它们的机械强度、化学稳定性以及其他物理化学性能。玻璃及玻璃纤维的表面缺陷,降低了它们的机械性能、化学性能以及其他物理化学性能。表面缺陷中,最引人注意的缺陷之一,要算是表面微裂纹。这种微裂纹的存在,不仅降低了玻璃及玻璃纤维的机械强度,而且还降低了它们的化学稳定性等物化性能。因此,研究玻璃纤维表面微裂纹的形态特征、分布情况等,及其观测方法,是进一步提高玻璃纤维机械强度、化学稳定性等,挖掘玻璃材料性能潜力的重要前提。     

气固两相流作用下工程玻璃的冲蚀性能及损伤机理研究

根据内蒙古中西部地区风沙环境特征,采用气流挟沙喷射法,通过模拟风沙环境侵蚀实验系统,对比分析冲蚀力学参数对不同特性工程玻璃冲蚀率的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)分析其损伤机理.结果表明:钢化玻璃的冲蚀率随冲蚀角度的增加而增大,在90°时达到最大值,表现出脆性材料的特征;有机玻璃的冲蚀率随冲蚀角度增加先增大后减小,在45°处达到最大值,90°时为最小值,表现出半塑性材料的特征.两种玻璃的冲蚀率随沙流量的增加,先迅速减小后趋于平缓;随速度的增加而增加.在高角度冲蚀时,钢化玻璃和有机玻璃冲蚀率和冲蚀速度回归曲线的速度指数较接近,分别为3.94和3.66,均偏离了理论预测的范围.钢化玻璃高角度冲蚀损伤严重,其表面冲蚀损伤机理是与塑性区相关的残余应力,在冲击部位产生横向裂纹,裂纹不断扩展在材料表面交叉引起材料流失;有机玻璃低角度冲蚀磨损严重,其损伤机制主要是微切削作用,损伤程度由材料的硬度控制.     

增加瓶罐玻璃强度的趋向

玻璃究竟为什么会破裂?众所周知,初始状态的玻璃强度是很大的,但是,仅仅经过几个毫秒的时间之后,瓶罐玻璃或其他种玻璃由于上百个因素的影响而降低了玻璃的强度。这种强度降低的情况在玻璃纤维上亦然,只不过是需要几秒,而不是几毫秒而已。玻璃纤维的实验表明,在纤维拉制出的一、二秒钟内,其强度是非常高的,但不久,纤维强度就降低了。我们亦知道,这是玻璃表面上产生了微裂纹的缘故。如果把玻璃放入氢氟酸中,将玻璃的表面一层溶去,则可获得高强度的玻璃。遗憾的是,仅在一瞬时之后,新的微裂纹又出现了,玻璃的强度又随之降低了。     

玻璃的多步强化法

一、前言 玻璃的理论强度高达2×10~6磅/吋~2,而实际强度只有理论值的百分之一。在研究玻璃强度时值得注意的是玻璃的表面。Griffith认为玻璃表面微裂纹的存在是玻璃破裂的先兆。改进玻璃的强度有两个途径:1.减少和消除玻璃的表面缺陷;2.使玻璃表面形成压应力层,以克服表面微裂纹的作用。 为了提高玻璃的强度,Procter于1962年研究了酸处理的方法,此后他又与Whitney和Johnson合作于1967年研究了抛光的方法,得到的结果是,这两种方法能够暂时提高     

脉冲强流电子束轰击对玻璃表面状态的影响

用脉冲强流电子束在真空度为 8× 10 - 3Pa下轰击钠钙硅酸盐玻璃 ,束能、束流、束径、脉宽和能量强度分别为 2 9keV ,10kA ,60mm ,5 μs及 4J/cm2 。当强流电子束射入到玻璃靶 ,瞬时间微区产生的最大功率密度达 10 1 2 W /cm2 ,电子束能量和电荷的沉积导致玻璃表面产生热应力 ,接着出现微裂纹。用金相显微镜和原子力显微镜 (AFM )观察微裂纹的形貌。结果表明微裂纹图象与Griffith裂纹相似。这可能是射入的电子束将Griffith裂纹扩展所致。经电子束轰击后 ,玻璃表面对水的润湿性提高     

专利文摘

钢化玻璃镜裂纹夹层玻璃及其加工方法；热反射夹层玻璃；无光污染的二层膜结构镀膜玻璃；镀膜玻璃双边磨边装置.     

风冷钢化玻璃应力分布特征及不均匀度评价

钢化玻璃表面应力分布的不均匀性对其钢化品质、安全性都产生重要影响,但风冷钢化玻璃应力分布不均匀是无法消除的,因此需对钢化玻璃应力分布不均匀性给予一定的客观评价.本文基于不同刚化程度玻璃表面应力的测试结果,分析了其应力分布特征,并采用标准偏差对其应力分布不均匀度进行评价,研究结果表明:钢化玻璃表面应力分布总体上是边部应力较大,中间应力偏小,但任一钢化玻璃表面应力分布形态各异,无规律可循.钢化玻璃表面应力分布不均匀度基本在0～0.05范围内,建议采用标准偏差衡量的钢化玻璃表面应力不均匀度应不大于0.05为佳.     

半钢化玻璃国家新标准即将颁布

半钢化玻璃国家标准近日在北京通过了扫全国建筑用玻璃标准化技术委员会组织的专家审查。半钢化玻璃是通过热处理工艺加工而成,其强度比普通玻璃高1～2倍,但是其碎片状态与普通玻璃相似。根据安全玻璃的定义,半钢化玻璃不属于安全玻璃,半钢化玻璃的表面应力一般在24～52MPa。     

国家钢化玻璃均质化标准将出台

对钢化玻璃进行均质处理，目的是要大大降低钢化玻璃的自爆率。普通退火玻璃经过热处理工艺成为钢化玻璃，钢化玻璃的表面形成了压应力层，使得玻璃的机械强度、耐热冲击强度得到了提高，并具有了特殊的碎片状态。     

离子交换温度对化学钢化玻璃结构和性能的影响

离子交换法制备钠铝硅系化学钢化玻璃,分析测试玻璃表面K+和Na+的分布情况、玻璃的表面应力及应力层深度、弯曲强度、Weibull模量和显微硬度,研究离子交换温度对化学钢化玻璃在结构和性能上的影响.结果表明:经过离子交换后,玻璃的表面应力、弯曲强度、Weibull模量和显微硬度均显著提高.提高离子交换温度,玻璃表面应力、弯曲强度和显微硬度逐渐下降,应力层深度逐渐加厚.温度350℃时,玻璃表面离子交换层具有全K+层、K+-Na+层和富K+层三层结构.温度升高,全K+层消失和富K+层,K+-Na+层加厚并出现贫Na+层.温度410℃时玻璃的强度分散性最小,可靠性最高.     

半钢化玻璃国家新标准即将颁布

据《中国建材报》报道：半钢化玻璃国家标准近日在北京通过了由全国建筑用玻璃标准化技术委员会组织的专家审查。半钢化玻璃是通过热处理工艺加工而成,其强度比普通玻璃高1～2倍。但是其碎片状态与普通玻璃相似。根据安全玻璃的定义。半钢化玻璃不属于安全玻璃,半钢化玻璃的表面应力一般在24兆帕～52兆帕。     

浮法超薄玻璃化学钢化及性能研究

本文研究高铝超薄浮法玻璃与浮法钠钙硅玻璃的化学钢化过程.用全自动化学钢化玻璃表面应力测试仪、万能试验机和数显显微维氏硬度计分别测试了样品的表面应力、应力层深度、抗折强度和显微硬度.结果表明:在一定的温度下,随着离子交换时间的增加,高铝超薄玻璃与浮法钠钙硅玻璃的表面应力、抗折强度、显微硬度均出现先增加再到减小的趋势,应力层深度则随着时间的增加而加深.在同样的离子交换制度下,高铝玻璃化学钢化后的力学性能优于钠钙硅玻璃.同时,以浮法工艺生产的玻璃锡面的表面应力小于非锡面的应力,应力层深度也相对小于非锡面的深度.     

化学钢化玻璃强度影响因素控制

化学钢化玻璃又称离子钢化玻璃,由于其增强过程中不变形、破碎后与普通玻璃相似、强度与物理增强玻璃接近、较普通玻璃高得多,对薄玻璃的增强效果显著、使用设备简单,产品容易实现等优点,在一定领域被广泛应用.化学钢化玻璃的强度特性与普通物理钢化玻璃不同,有其特殊性,因此获得并保持化学钢化玻璃有较好的强度是非常重要的.     

基于田口方法研究风化对钢化玻璃抗冲蚀性能的影响

采用田口方法对钢化玻璃的冲蚀试验进行设计,对钢化玻璃进行风化及冲蚀试验,分析对比风化前后钢化玻璃在各影响因素下的冲蚀规律.采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析钢化玻璃风化和冲蚀前后表面形貌及化学元素含量的变化情况.由各影响因素对信噪比的贡献率可知,各因素对钢化玻璃冲蚀性能影响程度从大到小为冲蚀角度、冲蚀速度、沙流量.钢化玻璃风化后在低冲蚀角度时受沙粒切削作用影响增强,在高冲蚀角度时受裂纹叠加作用影响减小,冲蚀角度对信噪比的贡献率在风化后减少5.8％.钢化玻璃风化后对冲蚀速度的敏感性提高,冲蚀速度对信噪比的贡献率在风化后增大7.2％.沙流量对信噪比的贡献率在风化前后差异较小.