기원전 30 0 0 년에 이집트와 근동에서 처음으로 유리를 장식용으로 사용하였다. 나중에 사람들은 압축 성형을 발명하여 유리그릇을 만들었다. 현재 유리는 투명성, 제조비용이 낮고, 공정통제가 간단하고 가공이 쉬워 농업, 운송, 전자, 항공우주 등에 널리 사용되고 있다. 그러나 유리의 고유한 취성과 낮은 강도는 그것의 진일보한 발전을 제한한다. 강도는 재료가 손상이나 고장에 저항하는 능력을 말한다. 기계적 각도에서 강도는 특정 하중 하에서 재질이 실패할 때의 최대 응력 값입니다. 바삭한 재질의 경우 부러짐 강도가 역학 성능을 가장 잘 반영합니다. 파열은 고체의 응집력을 극복해야 하고, 원자 결합은 반드시 끊어지어야 하며, 재료의 이론적 강도는 원자 결합 에너지의 반영일 뿐이다. 화학 결합 강도의 계산에 따르면 유리의 이론적 강도는 약 E /IO 입니다. 그렇다면 이에 따라 유리의 강도는 7 0 0 0 M P a 정도여야 하지만 실제 응용에서는 유리의 실제 강도가 8 0 ~ 10 0 M P a 로 이론적 강도보다 2~3 정도 낮습니다. 실제 강도와 이론적 강도의 큰 차이는 유리의 미세한 균열로 인한 것이다. 유리의 실제 강도에 영향을 미치는 요인으로는 온도, 습도, 분위기, 저장 시간 등 저장 환경 등이 있습니다. ), 표면 처리, 샘플 크기, 하중 속도, 기계적 스크래치, 내부 불균형 (버블, 자갈) 중 표면 미세 균열의 존재가 유리의 실제 강도에 가장 큰 영향을 미칩니다. 많은 응용에는 고강도 유리가 필요하기 때문에 유리의 강도를 높이는 것이 문제 해결의 관건이다. 유리의 기계적 성능을 향상시키기 위해 연구원들은 여러 가지 방법을 탐구했다. 그 중에서도 물리적 템퍼링, 화학적 템퍼링, 산 처리 및 코팅과 같은 표면 처리가 가장 일반적인 방법입니다. 2 유리의 강도를 높이는 방법 2. 1 물리적 강화는 물리적 원리를 이용하여 유리 표면에 압력 응력 층을 미리 만드는 방법을 물리적 강화법 또는 물리적 강화법이라고 합니다. 유리를 90 C 이상으로 가열한 다음 뜨거운 유리 표면을 균일하게 빠르게 냉각시켜 표면의 열 구조를 동결시킵니다. 유리 내부가 점차 냉각되면 먼저 냉각된 외부 레이어가 내부 수축을 제한하여 유리 표면에 압력 응력을 생성하고 유리 내부에 인장 응력을 생성합니다. 물리적 강화는 비용 절감, 생산량 증가, 기계적 강도, 내열 충격성이 우수합니다 (최대 안전 작동 온도는 28 7 까지 가능). 7 8℃) 와 높은 열 기울기 (20 4 를 견딜 수 있습니다. 4 4 C). 하지만 유리의 두께와 모양에 대한 요구가 있어 강화 2 커피 이하의 유리 샘플을 만들 수 없고, 복잡한 부품을 가공하고, 강화 과정에서도 유리 변형 문제가 있어 광학 품질을 향상시킬 수 없다. 또한 물리적 강화 유리는 절단 가공을 할 수 없어 자폭이 있을 수 있습니다. 2.2 화학강화 267 2009 중국 유리공업 연례회의 기술 세미나 논문집은 화학방법으로 유리 표면에 압력층을 미리 만드는 방법을 화학강화법, 이온교환 강화법이라고도 한다. 화학증강법은 영국 최초의 특허로 아서가 19 6 0 년에 신청했다. 이온 교환 강화의 원리는 이온 확산의 메커니즘에 따라 유리의 표면 성분을 바꾸고, 유리를 일정한 온도 F 의 고온 용융 염에 담그고, 유리의 알칼리 금속 이온과 용융 염의 알칼리 금속 이온이 확산으로 서로 교환되어' 혼잡' 현상을 만들어 유리 표면에 압력 응력을 발생시켜 유리의 강도를 높인다는 것이다. 이온 교환 강화 기술은 고온 쟁기와 저온 쟁기 두 가지로 나눌 수 있다. 저온 이온 교환은 온도가 유리의 변형점보다 낮을 때 유리의 작은 반지름 알칼리 금속 이온 N a+ 와 용융 염의 인체 반지름 알칼리 금속 이온 K+ 를 교환하여 충혈 현상을 발생시켜 유리 표면을 강화하는 것을 말합니다. 19 62 에서 K istler 는 먼저 규산염 유리를 원료로 K'-N A' 이온 교환의 향상을 연구했다. 고온이온 교환은 유리의 큰 반지름 알칼리 금속 이온 N a+ 와 K+ 가 용융 염의 작은 반지름 알칼리 금속 이온 L i+ 와 교환해 저팽창 표면을 만들어 강화의 목적을 달성한다. 일부 인체 유리에는 나트륨 유리가 함유되어 있기 때문에 많은 연구가 저온 이온 교환의 원리와 응용에 집중되어 있다. 이온 교환 강화 유리는 강도가 높고, 힘이 균일하며, 안정성이 좋고, 자폭되지 않고, 가공이 가능하며, 변형되지 않고, 광학 왜곡이 없는 등의 특징을 가지고 있으며, 모양이 복잡하고 두께가 작은 유리 제품의 향상에 적합합니다. 지금까지 이온 교환 강화는 3 mm 이하의 불규칙한 얇은 유리를 강화하는 유일한 효과적인 방법으로, 이온 교환 강화 유리의 성능이 우수하며 주로 우주선 군용 항공기 고속 열차 전차 선박 바람막이 유리 사이드 구덩이 등 첨단 기술 분야에 적용된다. 단일 단계 이온 교환은 유리의 강도를 높일 수 있지만 강도의 분산성은 비교적 크다. 또한 이온 교환 향상은 알칼리 금속이 포함된 유리에만 적용되며 다른 유리에는 사용할 수 없습니다. 이온 교환에 사용된 폐질산칼륨염의 처리는 환경에 해롭다. 또한 이온 교환 유리를 세척하는 데도 물이 많이 필요하기 때문에 비용이 많이 들어 일반 유리를 강화하는 데 불리하다. 2.3 응력 향상 처리 외에도 산식은 표면의 미세한 균열을 제거하는 데도 사용할 수 있습니다. 산식의 원리는 산식을 통해 유리 표면의 균열층이나 둔화 균열 끝을 제거하여 응력 집중을 줄이고 유리 고유의 고강도 특성을 회복하는 것이다. 산세는 표면의 미세한 균열을 제거하는 것이므로 부식성이 강한 산 (예: 불화수소산) 을 선택해야 한다. 그러나 불화수소산을 단독으로 사용하면 매끄러운 표면을 쉽게 얻을 수 없고, 침식 후 생긴 소금은 유리 표면에 붙어 있다. 소금을 제거하기 위해서는 황산, 인산, 질산과 같은 강산을 불화수소산에 넣어야 한다. 평판 유리는 산식을 거친 후 강도가 8001000M P A 에 이를 수 있지만, 산 처리 후 유리 표면은 쉽게 부서지고 외부 환경에 취약하며 표면 경도가 떨어지며 강도가 효과적으로 유지되지 않습니다. 또 산식유리는 고온처리를 하지 않아 고온부식 후 강도가 급격히 떨어졌다. 2.4 코팅 보호는 에너지 비용이 증가함에 따라 코팅 강화 유리를 사용하는 것이 경제적입니다. 사람들은 졸-젤 실리콘 코팅, 유기-무기 복합 코팅, 에폭시 수지 코팅, 실리콘 변성 코팅 등 다양한 방법으로 다양한 코팅을 준비했다. 이 코팅은 유리의 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 연구원들은 코팅의 강화 효과를 설명하기 위해 다른 이론을 세웠다. 솔-젤 코팅이 유리 표면 균열과 부분 충전을 충전할 때 강화된 기계를 제시했다. 또한 포아송 억제 효과는 에폭시 코팅의 강화 메커니즘으로 간주됩니다. 그러나 최근 연구에 따르면 유리와 코팅 열팽창 계수의 차이로 인한 폐쇄 응력은 유리 강도 증가를 설명하는 합리적인 모델이다. 코팅 제작 공정이 간단하고 비용이 낮지만 외부 환경의 영향을 받기 쉽다. 일단 코팅이 파괴되면 유리의 강도가 현저히 떨어질 것이다. 이것은 페인트의 발전을 제한하는 이유 중 하나이다. 결론적으로 일반 유리의 강도를 높이는 것은 줄곧 유리 심도가공 연구자들의 관심의 초점이었다. 설계 요구 사항에 따라 유리 응용에 따라 서로 다른 강화 방법을 사용할 수 있습니다. 또 특수 용도의 유리의 경우 기존의 강화 기술과 결합하여 강도를 높일 수 있다.