【摘 要】
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随着智能手机,智能人工佩戴产品以及超薄液晶显示器的普及,这些电子产品的盖板玻璃也朝着超薄化、轻质化、高强化方向发展。在市面上常见的玻璃材料中,铝硅酸盐玻璃由于其具有高硬度,高强度等良好的机械性能以及优异的光学性能成为盖板玻璃的首选。本文采用康宁市售超薄高铝硅酸盐玻璃作为研究对象,分别通过三种不同的二次离子交换工艺进行强化处理,并且采用弯曲强度（σb）、显微硬度（Hv）、抗冲击强度等机械性能测试手段
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随着智能手机,智能人工佩戴产品以及超薄液晶显示器的普及,这些电子产品的盖板玻璃也朝着超薄化、轻质化、高强化方向发展。在市面上常见的玻璃材料中,铝硅酸盐玻璃由于其具有高硬度,高强度等良好的机械性能以及优异的光学性能成为盖板玻璃的首选。本文采用康宁市售超薄高铝硅酸盐玻璃作为研究对象,分别通过三种不同的二次离子交换工艺进行强化处理,并且采用弯曲强度（σb）、显微硬度（Hv）、抗冲击强度等机械性能测试手段与表面应力（CS）、应力层深度（DOL）、EDS等微观测试方法相结合的形式,系统地研究了二次离子交换熔盐配方、交换工艺制度以及一次离子交换（简称IOX1）与二次离子交换（简称IOX2）增强效果之间的差异。最后探讨了玻璃表面复合应力层的结构特点与玻璃表面K+的离子迁移现象对化学离子交换增强效果的影响。研究结果如下:（1）纯硝酸钾二次钢化对玻璃性能的影响。采用纯硝酸钾进行二次离子交换钢化,钢化后的玻璃弯曲强度为746.3MPa,显微硬度为877.3Hv,相对于一次离子交换玻璃的699.8MPa和831.7Hv具有了一定的提升,并且二次离子交换后高铝硅酸盐玻璃的机械性能稳定性得到了明显的提高,玻璃的表面应力分散性低,分布均匀性好。（2）混合熔盐二次钢化对玻璃应力层结构的影响。通过对不同比例熔盐配方的探索,确定第一步离子交换采用质量比（wt%）Na NO3:KNO3=3:7的钠钾混合熔盐进行钢化处理,随后采用纯硝酸钾熔盐进行第二步离子交换处理。钢化后玻璃样品的弯曲强度达到了925.3MPa,显微硬度为875.1Hv,相对于纯硝酸钾熔盐二次离子交换玻璃的机械性能具有明显的提升。通过EDS测试可以发现,玻璃的表面应力层曲线具有特殊“峰”形,应力层结构呈现复合状。K+浓度最高峰内移使玻璃的最大应力值内移从而提高了玻璃的抗冲击性能,减小了玻璃的内部张应力值,提高了钢化玻璃安全系数。（3）中段高温热处理对玻璃应力层深度的影响。在采用纯硝酸钾熔盐的情况下,将第一步离子交换与第二步离子交换之间加入一定时间高温保温过程。发现在保温制度520℃/2h的条件下,玻璃经过二次离子交换后的表面应力层深度达到了58.1um,与不含中段高温热处理过程的纯硝酸钾二次离子交换玻璃表面应力层深度32um相比,提高了近两倍。结果显示K+可以在高温的情况下顺着浓度梯度向玻璃表面内部移动,发生“离子迁移”的速率加快,从而在提高玻璃表面应力强度的基础上进一步提高了玻璃表面应力层深度并使玻璃的抗冲击性能以及机械性能稳定性得到提高。
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