8639

استحكام بخشي شيشه‌هاي سودالايم به روش تعويض يوني به كمك ميدان الكتريكي

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1402

دكتر بيژن افتخاري يكتا

1402/07/05

مواد و متالورژي

Strengthening of Soda-lime Glasses with Field-assisted Ion exchange Method

روش تعويض يوني يكي از روش‌هاي استحكام بخشي در شيشه‌هاي سودالايم با ضخامت كم است. در اين پژوهش از روش تعويض يوني به كمك ميدان بر روي شيشه سودالايم براي تبادل سديم و پتاسيم بهره برده شد تا شيشه‌هايي با استحكام بالاتر بدست‌آيد. در اين پژوهش به مقايسه استحكام بخشي در دما، زمان و ميدان الكتريكي‌هاي مختلف پرداخته شد. فرآيند تعويض يوني در مدت 5، 10، 60 و 240 دقيقه و دماي 370، 400 و 500 درجه سانتي‌گراد مورد بررسي قرار گرفت. همچنين در حين فرآيند ميدان الكتريكي با شدت‌هاي 400، 1000 و 2000 ولت بر سانتي‌متر اعمال شد. در اين پژوهش نشان داده شد كه با اعمال ميدان الكتريكي مي‌توان در زمان بسيار كمتر (5 و 10 دقيقه) نسبت به فرآيند تمپر شيميايي، استحكام و سختي شيشه را افزايش داد. نتايج نشان داد كه ميانگين استحكام خمشي سه نقطه¬اي از 40 مگاپاسكال براي نمونه خام به 170 مگاپاسكال براي نمونه 400-10-2000 افزايش پيدا كرده است. همچنين سختي شيشه سودالايم از kgf/mm2 50± 550 براي نمونه خام به kgf/mm2 50± 745 براي نمونه 400-10-2000 رسيد. با استفاده طيف سنجي پراش انرژي پرتو اشعه ايكس پروفايل غلظتي اندازه‌گيري شد. براي نمونه‌ با شدت ميدان 2000 ولت بر سانتي متر در زمان 5 دقيقه عمق نفوذ بيشينه برابر با 11 ميكرومتر اندازه¬گيري شد كه اين ميزان از عمق نفوذ، قابل مقايسه با شيشه تحت تمپر شيميايي قرار گرفته با زمان 240 دقيقه (در شرايط يكسان بدون استفاده از ميدان) است.

تعويض يوني به كمك ميدان , تمپر شيميايي , شيشه سودالايم , خواص مكانيكي