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坚韧玻璃的秘密:离子交换

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发布日期:2020-07-13  浏览次数:169
核心提示:如何在智能手机,电梯墙壁,公共亭等设备上使用的当今高科技玻璃如此坚固,以承受日常生活的所有掉落,刮擦和飞溅?答案的部分原
 蚀刻后的小玻璃板,准备用于电子产品

如何在智能手机,电梯墙壁,公共亭等设备上使用的当今高科技玻璃如此坚固,以承受日常生活的所有掉落,刮擦和飞溅?

答案的部分原因在于离子交换过程-对玻璃表面进行科学处理以显着提高其韧性。

运作方式如下。

将玻璃零件浸入熔融盐溶液中。溶液中的钾离子(带电粒子)迁移到玻璃表面,取代了原来玻璃中较小的钠离子。当玻璃冷却时,较大的钾离子将玻璃压缩在一起,形成一个压应力层,形成坚硬的表面。

想象另一个说明这个概念的场景很有用。一个三角形的台球架可将15个撞球紧密地保持在一起,但仍有足够的滚动空间。将这些球替换为稍大的网球,架子将被捆得太紧而不能滚动。

实际上,它的表面通过压缩网球而变得更坚固。

对于化学强化玻璃而言,正是其表面韧性使其成为触摸屏,电器和其他大量使用场合的理想选择。即使在轻微的划痕或刮擦之后,玻璃仍能保持其更高的强度,从而保护其免受更多的裂纹和瑕疵的侵害。

一些先进的玻璃具有特殊的成分,有助于减轻这种可能性,但是离子交换过程产生的超韧表面却是抵御日常危害的第一道防线。

玻璃科学家一直在不断对玻璃进行压力测试,并改善其成分和化学强化工艺(例如离子交换)。他们对玻璃表面物理学的深刻理解-包括扩散,压缩,拉伸和阻力-将来可能会产生更加坚韧的玻璃。

 

 
 
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