CN107954594B - 一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制玻璃应力松弛的方法，更加具体地，涉及一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法。本发明只需要将化学强化玻璃在高温和低温条件下循环交替放置一定的时间即可抑制化学强化玻璃在高温下的应力松弛。一般来说，化学强化玻璃在300℃下处理2h，表面应力下降20％左右，而采用本发明处理后表面应力仅下降5％左右，大大提高了产品的使用寿命。本发明工艺简单，适合工业化生产。采用本发明处理后的化学强化玻璃耐老化性能大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制玻璃应力松弛的方法，更加具体地，涉及一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法。
背景技术
化学强化就是将玻璃浸在含有比玻璃中碱金属离子半径大的碱离子熔盐中，通过离子交换，然后利用两种碱金属离子的半径差造成表面产生“挤塞”效应来形成表面的压应力层，从而达到提高强度的效果[A.K.Varshneya,Fundamentals of Inorganic Glasses,Academic Press,New York,1994,pp.339.]。目前，由于化学强化具有能够强化超薄玻璃和复杂形状玻璃的优势而在很多领域有着广泛的应用[S.Karlsson,B.Jonson,Thetechnology of chemical glass strengthening-a review,Glass Technol:Eur.J.GlassSci.Technol.A,Vol.51(2010),P.41-54；R.Gy,Ion exchange for glass strengthening,Mater.Sci.Eng.B,Vol.149(2008),P.159-165]。但是，随着化学强化铝硅酸盐玻璃的多功能化，使得其需要经历很多后处理过程，这些后处理过程可能会降低玻璃的强度。例如，在化学强化铝硅酸盐玻璃衬底上生长晶态功能薄膜(ITO，SiO2等)时的温度为300℃甚至更高。这种高温过程对强化玻璃表面存在的压应力来讲是一个严峻的挑战。因为在高温下，强化玻璃的结构会发生热松弛，导致应力产生衰减。因此，抑制化学强化玻璃的应力松弛对于延长玻璃使用寿命具有重要的价值。然而，如何克服化学强化玻璃的弛豫、老化，一直是化学强化玻璃研究开发面临的瓶颈问题。近些年来，国内外研究组试图通过表面喷丸、强变形和离子辐照等处理工艺方法，来解决非晶合金的老化问题，这些方法都能发挥一定的抗老化作用，使得非晶的某些性能如塑性变形得到了不同程度的提高。但是对于硅酸盐玻璃，上述方法显然是不适用的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法。本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：
该方法包含以下步骤：
(1)将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间10～30min；
(2)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间20～30min；
(3)将冷却后的玻璃取出，在室温中静置120min；
(4)室温静置完成后，将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间(2～8)min；
(5)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间4～10min；
(6)重复步骤(4)和(5)，重复次数为10～20次；
(7)循环操作结束以后，将玻璃取出，在室温静置120min。
步骤(1)中的预热温度(85～100)℃，预热时间(20～25)min。
步骤(2)中的冷却温度(-50～-70)℃，冷却时间(25～30)min。
步骤(4)中的预热温度(85～100)℃，预热时间(3～5)min。
步骤(5)中的冷却温度(-50～-70)℃，冷却时间(5～7)min。
步骤(6)中的重复次数为10～15次。
本发明具有的优点和有益效果，本发明只需要将化学强化玻璃在高温和低温条件下循环交替放置一定的时间即可抑制化学强化玻璃在高温下的应力松弛。一般来说，化学强化玻璃在300℃下处理2h，表面应力下降20％左右，而采用本发明处理后表面应力仅下降5％左右，大大提高了产品的使用寿命。本发明工艺简单，适合工业化生产。采用本发明处理后的化学强化玻璃耐老化性能大大提高。
具体实施方式
该抑制化学强化玻璃应力松弛的方法包含以下步骤：
(1)将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间10～30min；
(2)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间20～30min；
(3)将冷却后的玻璃取出，在室温中静置120min；
(4)室温静置完成后，将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间(2～8)min；
(5)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间(4～10)min；一般地，低温炉冷却时间比高温炉预热时间长。
(6)重复步骤(4)和(5)，重复次数为10～20次；
(7)循环操作结束以后，将玻璃取出，在室温静置120min。
实施例一
该抑制化学强化玻璃应力松弛的方法包含以下步骤：
(1)将化学强化玻璃放入高温炉中预热。预热温度85℃，预热时间20min；
(2)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却。冷却温度-70℃，冷却时间25min；
(3)将冷却后的玻璃取出，在室温中静置120min；
(4)室温静置完成后，将化学强化玻璃放入高温炉中预热。预热温度85℃，预热时间3min；
(5)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却。冷却温度-70℃，冷却时间7min；
(6)重复步骤(4)和(5)，重复次数10次；
(7)循环操作结束以后，将玻璃取出，在室温静置120min。
将处理后的化学强化玻璃和未处理的化学强化玻璃放入高温炉中退火。退火温度300℃，退火时间120min。退火后测量表面应力，结果如表1所示。
表1退火后玻璃表面应力测量结果
| 未采用本发明处理 | 采用本发明处理 | |
| 高温退火前 | 789MPa | 786MPa |
| 高温退火后 | 615MPa | 763MPa |
实施例二
该抑制化学强化玻璃应力松弛的方法包含以下步骤：
(1)将化学强化玻璃放入高温炉中预热。预热温度100℃，预热时间25min；
(2)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却。冷却温度-50℃，冷却时间30min；
(3)将冷却后的玻璃取出，在室温中静置120min；
(4)室温静置完成后，将化学强化玻璃放入高温炉中预热。预热温度100℃，预热时间5min；
(5)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却。冷却温度-50℃，冷却时间7min；
(6)重复步骤(4)和(5)，重复次数15次；
(7)循环操作结束以后，将玻璃取出，在室温静置120min。
将处理后的化学强化玻璃和未处理的化学强化玻璃放入高温炉中退火。退火温度300℃，退火时间120min。退火后测量表面应力，结果如表2所示
表2退火后玻璃表面应力测量结果
尽管参照上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神及范围之内。
Claims (6)
1.一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
(1)将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间10～30min；
(2)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间20～30min；
(3)将冷却后的玻璃取出，在室温中静置120min；
(4)室温静置完成后，将化学强化玻璃放入高温炉中预热，预热温度80～120℃，预热时间2～8min；
(5)将预热好的化学强化玻璃快速放入低温炉中冷却，冷却温度-45～-75℃，冷却时间4～10min；
(6)重复步骤(4)和(5)，重复次数为10～20次；
(7)循环操作结束以后，将玻璃取出，在室温静置120min。
2.如权利要求1所述的一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：步骤(1)中的预热温度85～100℃，预热时间20～25min。
3.如权利要求1所述的一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：步骤(2)中的冷却温度-50～-70℃，冷却时间25～30min。
4.如权利要求1所述的一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：步骤(4)中的预热温度85～100℃，预热时间3～5min。
5.如权利要求1所述的一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：步骤(5)中的冷却温度-50～-70℃，冷却时间5～7min。
6.如权利要求1所述的一种抑制化学强化玻璃应力松弛的方法，其特征在于：步骤(6)中的重复次数为10～15次。
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