熔盐添加剂对玻璃离子交换和增强的影响

在工业纯KNO3中分别添加KOH,K3PO4,K2CO3,K2SiO3与Al2O3的混合物,研究了熔盐添加剂对浮法玻璃离子交换和增强的影响.用电子探针测试了玻璃表而的K+浓度;测定了样品的表面应力、弯曲强度和显微硬度.结果表明:上述添加剂町以增加离了交换层深度,缩短离子交换时间,明显提高玻璃的力学性能,其增强效果与分析纯KNO3的增强效果相当,甚至比后者好:在交换温度为450℃下,玻璃交换层厚度大于29μm,玻璃的力学性能为:表面应力>480MPa,弯曲强度>400MPa.显微硬度为6.49GPa.     

离子交换增强玻璃及熔盐研究

用离子交换法提高玻璃的强度是现代增强玻璃制品的一种新工艺。离子交换法处理温度低、产品不易变形、对于处理的玻璃原片可不受厚度和几何形状的限制。它同热钢化法比较,无自爆现象,易于切割加工;同时还具有工艺简单、设备不复杂、成品率高、热源不受限制等优点。所以,离子交换法成为轻质高强、光学性能好的大型玻璃材料的增强法中,发展较快的一种方法。     

KNO_3熔盐中杂质离子对玻璃离子交换和增强的影响

利用电子探针和离子探针对KNO_3熔盐中一系列浓度的Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)、Na~+杂质离子影响K~+-Na~+交换和离子交换玻璃的强度进行了研究。结果表明: 1.上述杂质离子对K~+-Na~+交换产生阻止效应和抑制效应。 2.扩散入玻璃的二价杂质离子,其浓度分布随在KNO_3熔盐中浓度变化呈极大值规律,并随这些离子进入玻璃和极化作用的加强,增大表面微张应力。离子交换玻璃的强度与二价杂质离子扩散规律直接相关。 3.KNO_3中含有二价杂质离子后,由于阻止效应和结构松弛的共同影响,使交换玻璃达到最大强度的处理温度大大提前。     

熔盐中杂质离子对玻璃离子交换的影响

本文研究了化学增强玻璃用KNO_3熔盐中常遇到的杂质离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)对离子交换的影响。实验结果表明,三种离子中Ca~(2+)的影响最大,虽然含量很少,也会强烈削弱增强效应。Mg~(2+)的影响逊于Ca~(2+)。而Na~+比上述二价离子的浓度大几倍到十几倍,才明显地削弱增强效应。     

含Cs+熔盐添加剂对离子交换玻璃力学性能的影响

本文采用熔盐法对普通钠钙硅玻璃进行化学钢化,研究了离子交换时间、温度和熔盐添加剂对化学钢化玻璃抗弯强度的影响,优化出一种含铯盐的熔盐配方,并探讨了Cs+的强化机制.结果表明:在410℃进行离子交换10h后,玻璃抗弯强度为原片的4.17倍,K+扩散深度约25μm.EDS、XPS分析结果表明,Cs+占据了Na+位置,与K+→Na+交换原理基本相同;少量Cs+的加入有助于提高玻璃的抗弯强度,但过量的Cs+会对K+向深处交换产生一定的阻碍.     

KOH对离子交换增强硼硅酸盐玻璃性能的影响

采用低温型离子交换法对硼硅酸盐玻璃进行增强。以掺有添加剂KOH的KNO3混合熔盐作为离子交换源,研究KOH掺入量对硼硅酸盐玻璃抗折强度、显微硬度和透过率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察离子交换后试样的表面形貌和结构。研究结果表明:KNO3熔盐中的WKOH/WKNO3为0.5时,硼硅酸盐玻璃的抗折强度和显微硬度都取得了最大值。     

离子交换增强玻璃

离子交换玻璃的压缩层深度范围为0.25～0.5毫米,它比物理钢化的深度小。离子交换玻璃的表面比物理钢化表面更耐磨损。 由于薄玻璃不能用物理钢化来产生高的压缩应力,最好选择离子交换的方法。离子交换后的玻璃能够得到象平板玻璃物理钢化那样的强度,但其厚度仅为平板玻璃的1/4～1/5。     

熔盐离子交换法制备抗菌锌型沸石

研究了用熔盐离子交换法合成抗菌沸石,考察了各种反应条件,如温度、时间、锌盐用量、沸石粒度对锌离子交换量的影响,结果表明：当反应时间为３ｈ,反应温度为５００℃,沸石与氯化锌投料质量比为２：１时,可获得最大的锌离子交换量。     

离子交换增强玻璃研究进展

多年来,人们一直在研究提高玻璃强度的途径,利用离子交换增强技术对普通平板玻璃进行增强处理后得到了非常好的增强效果。本文总结了离子交换的工艺方法,并介绍了国内外对玻璃进行离子交换增强的研究进展与成果。     

硅酸盐激光玻璃的离子交换增强

用离子交换法能使硅酸盐激光玻璃机械强度增加２－３倍，激光强度增加３倍，从而弥补了自身热光系数较大的缺点。虽然玻璃在处理后，阈值稍微升高，效率稍有下降，但因允许输入更大的能量，使输出得到３倍的增加，说明了离子交换增强方法是成功的。     

用混合熔盐离子交换法研制锂玻璃自聚焦透镜

本文用Na_2O-Li_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统玻璃细棒在混合熔盐中进行离子交换制造自聚焦透镜。应用横向干涉法测定了透镜的折射率分布,成像法测定了分辨率、数值孔径等参数并用表面分析系统测定透镜表面Na_2O浓度。讨论了熔盐组成、离子交换时间等因数对透镜折射率分布及其他光学性能的影响。得出合适的NaNO_3与LiNO_3混合熔盐的配比及最佳离子交换时间参数,制成折射率分布接近于二次抛物线分布、具有实用价值的自聚焦透镜。     

离子交换增强陶瓷岩板的研究

采用离子交换的表面处理技术强化陶瓷岩板,主要研究了岩板在工业KNO3熔盐中经离子交换后的强度变化,通过改变离子交换时间、温度和岩板厚度等参数,研究其对陶瓷岩板强度的影响,分析了样品的抗弯曲强度及表面K+离子分布规律,探究了离子扩散机制及离子交换强化机制。研究结果表明：400℃时,5.1 mm厚的岩板在工业KNO3熔盐中经5 h离子交换后,其抗弯曲强度最大值达到86.35 MPa,较未进行离子交换样品的强度高出65.35%。同时离子交换也能够减薄岩板的厚度,3.1 mm的岩板经离子交换后强度为90.83 MPa,为减薄陶瓷岩板提供一种新的技术途径。     

离子交换增强玻璃的若干工艺问题

本文报道了适合于工业生产的化学增强玻璃成分和工艺。系统研究了玻璃成分、工艺和盐浴中添加剂对玻璃的熔制和强度的影响。玻璃的熔制温度不高于1530℃,处理时问仅为1.5小时。玻璃的平均抗折强度可达90公斤/毫米~2,磨伤强度不低于36公斤/毫米~2。 本文还应用电子探针测定了K~+离子浓度分布,并计算了不同交换层厚度的D,确定了K~+=Na~+交换有明显的双碱效应。应用红外光谱探讨了玻璃表面结构,并初步解释了该玻璃表面磨伤敏感程度下降的原因。     

磁场对熔盐射流冲击传热的影响

以永磁铁构建定磁场,进行外加磁场作用下熔盐射流冲击传热的实验研究,并得到Nusselt数Nu驻点关联式和径向分布。结果表明,在驻点区范围内,Nusselt数较无磁场作用时增大,传热得到比较明显的增强,而在壁面射流区,这种强化传热效果逐渐减弱。此外,当Reynolds数Re一定时,熔盐Nusselt数随着磁场强度的增加而增大,且驻点处强化传热效果最为显著。在Reynolds数Re=6400与磁场强度B=2800 Gs条件下,熔盐驻点Nusselt数Nu₀提高约6％,可见磁场作用对熔盐射流冲击传热具有一定的强化效果。     

离子交换法制硫卤玻璃光波导用铯熔盐的研究

研究了自合成的单元 Cs Ac,二元 Cs Ac- Cs NO3 和三元 Cs Ac- Cs NO3 - KAc系统的熔点及凝固点的变化趋势 ,并初步进行了模拟离子交换的实验。实验结果表明 ,二元及三元系统的熔点较单元系统可下降 30℃和 40℃ ,最低可达 1 45℃ ,而凝固点则降至 1 2 6℃ ,满足硫卤玻璃进行离子交换时对熔盐熔点的特殊要求。     

离子交换工艺对ESP玻璃的影响

使用两步离子交换法制备工程应力分布玻璃( ESP玻璃)。两步离子交换中第一步交换时间较长,第二步交换时间较短。主要研究经过不同第一步离子交换工艺制度后的ESP玻璃性能上的区别。本文对ESP玻璃测试了弯曲强度,显微硬度,K+分布状态,并根据弯曲强度,K+分布状态计算得出Weibull模量以及离子扩散系数。结果表明：第二步离子交换会降低第一步离子交换玻璃的弯曲强度,而两步离子交换后的ESP玻璃其Weibull模量有所升高。显微硬度趋势与弯曲强度趋势一致。结合抗折强度以及K+分布状态,可知第一步离子交换最佳温度为450℃,时间30 h;第二步离子交换最佳温度为400℃,时间33 min。     

离子交换增强玻璃表面化学稳定性的研究

系统研究了化学钢化及盐溶液后处理对Na2O-CaO-SiO2玻璃表面化学稳定性的影响。详细考察了用熔融KNO3化学钢化的玻璃以及用适当盐溶液后处理的化学钢化玻璃,在受水侵蚀后R2O的沥滤量和失重以及受碱侵蚀后SiO2的溶出量和失重。结果表明,用熔融KNO3对玻璃进行钢化处理后,玻璃的耐水性和耐碱性均有明显下降。而将化学钢化的玻璃利用适当盐溶液处理后,可以改善钢化玻璃的化学稳定性,因而可以进一步提高化学钢化玻璃的使用性能和拓展其使用范围。