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文檔簡介
引言玻璃的易碎性一直是難以解決的難題,特別是手機等易于攜帶的設(shè)備,在跌落、撞擊、劃痕等情況下容易出現(xiàn)裂紋。因此,通過提高蓋板玻璃的機械強度來降低其在日常使用過程中破損的概率尤為重要。蓋板玻璃的四點彎曲(4pointbend,4PB)試驗?zāi)軌驕y試蓋板玻璃的抗彎曲強度,驗證蓋板玻璃的質(zhì)量、材料和工藝。為了更好地探究蓋板玻璃的4PB影響因素。本試驗采用四點彎曲測試,對比分析了玻璃料方、強化實驗、CNC加工等因素對蓋板玻璃的4PB的影響。樣品制備實驗中的試樣品尺寸為66.77mm×144.94mm×0.7mm?;瘜W(xué)強化使用熔鹽成分為純硝酸鉀。將原片玻璃進(jìn)行CNC加工,超聲波清洗,在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中100℃干燥;將清洗好的玻璃片在預(yù)熱爐中從室溫升至350℃預(yù)熱,預(yù)熱完成后移入純硝酸鉀鋼化爐,將玻璃浸沒于純硝酸鉀熔鹽中進(jìn)行化學(xué)強化,化學(xué)強化溫度為415℃,化學(xué)強化時間為270min;強化完成后將玻璃從熔鹽中取出,在預(yù)熱爐中關(guān)門退火至150℃后放入60℃熱水槽中洗掉玻璃表面殘留的熔鹽,最后用清水沖洗干凈,最終獲得強化后的蓋板玻璃樣品。結(jié)果與討論(1)玻璃料方對蓋板玻璃的4PB的影響。玻璃料方中的化學(xué)組成是影響玻璃強度的主要因素之一。網(wǎng)絡(luò)形成體含量越大,玻璃的強度就越大;堿金屬含量越大,非橋氧數(shù)量越大,斷網(wǎng)作用越強,強度越小。蓋板玻璃料方組成如表1所示。對比料方一和料方二成分組成可以看出,兩個料方中網(wǎng)絡(luò)形成體B2O3的含量相差較大,對于堿金屬(Na2O、K2O)和堿土金屬(MgO)的含量,料方二明顯高于料方一。同時,料方二中Na2O+K2O+MgO-Al2O3-B2O3的數(shù)值增大,使得玻璃的脆性增加、韌性減少,結(jié)構(gòu)疏密程度降低。表2為玻璃料方對4PB的影響,不論是強化前還是強化后,料方二的4PB值明顯低于料方一。這是由于料方二的脆性增加,導(dǎo)致玻璃的強度降低。
表1蓋板玻璃主要化學(xué)組成
單位:%(摩爾分?jǐn)?shù))表2不同料方對4PB的影響
單位:MPa(2)化學(xué)強化對蓋板玻璃的4PB的影響?;瘜W(xué)強化是增強玻璃的重要途徑之一,其作用機理是基于玻璃表面離子的遷移和擴散特性,通過玻璃中小半徑的堿金屬離子與熔鹽中大半徑的堿金屬離子進(jìn)行置換,在玻璃表面產(chǎn)生擠塞效應(yīng),使玻璃表面呈預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài),以防止玻璃表面裂紋受力擴展,從而達(dá)到增強的效果,同時提高玻璃的顯微硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,降低玻璃表面的脆性。表3為蓋板玻璃的強化性能CS和DOL。表3蓋板玻璃的強化性能(3)CNC加工對蓋板玻璃的4PB的影響。玻璃邊緣加工質(zhì)量對四點彎曲強度值有很大的影響。在玻璃邊緣磨削加工時,各種加工參數(shù)對加工質(zhì)量的影響較為復(fù)雜。通過實驗優(yōu)化工藝參數(shù),得到較好的四點彎曲強度,獲得最佳的邊緣質(zhì)量,是目前手機蓋板玻璃邊緣磨削質(zhì)量的主要方法。當(dāng)進(jìn)給率為1000mm/min時,主軸轉(zhuǎn)速對4PB的影響見表4。表4主軸轉(zhuǎn)速對4PB的影響從表4中可知,隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的提高,樣品的4PB值增大。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速由36000r/min提高到40000r/min時,樣品的4PB值并沒有顯著提高。因此,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速大于40000r/min時,主軸轉(zhuǎn)速對4PB的影響較小。故為了保證加工質(zhì)量,同時有效提高玻璃4PB性能,一般采用36000~40000r/min的主軸轉(zhuǎn)速。結(jié)論(1)在料方中,隨著網(wǎng)絡(luò)形成體含量的降低以及堿金屬和堿土金屬含量的增加,樣品的4PB強度降低。料方二強化前后的4PB值分別為154.3MPa和741.7MPa,比料方一分別低16.5MPa和48.2MPa。(2)對樣品進(jìn)行一次化學(xué)強化可以有效提高樣品的4PB強度。對于料方一和料方二,強化后的4PB強
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