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【中玻網(wǎng)】貝爾比層和殘余應(yīng)力;固體材料加工后,在幾微米至十幾微米的表層中可能發(fā)生籌備結(jié)構(gòu)的劇烈變化。如在金屬研磨時,由于表面不平整,接觸處實際上是點,其溫度可以遠高于表面的平均溫度。由于作用時間短,摩擦后該區(qū)域溫度迅速冷卻下來,原子來不及回到平衡位置,造成一定程度的晶格畸變。這種畸變隨高層度而變化,在較外層約5~10nm可形成一種非晶態(tài),其成分為金屬及其氧化物,即為貝爾比層。貝爾比層可提高材料的表面強度。經(jīng)表面加工處理后,材料表層形成的貝爾比層產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力,材料受熱不均勻,在各部分膨脹系數(shù)不同,溫度發(fā)生變化時就會在材料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。材料受載時,內(nèi)應(yīng)力與外應(yīng)力一起發(fā)生作用。如果內(nèi)應(yīng)力與外應(yīng)力相反,就會抵消一部分外應(yīng)力,從而起到有利的作用,鋼化玻璃正是利用了這一特性。此外,鋼化玻璃表面壓應(yīng)力可使引起玻璃破裂起源的微小裂縫受到進一步的壓縮,也提高了鋼化玻璃的機械強度。
我們知道普通玻璃的表面壓應(yīng)力一般為15~65兆帕;鋼化玻璃的表面壓應(yīng)力一般在70~180兆帕;高度防火玻璃的表面壓應(yīng)力比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)出來的鋼化玻璃高出100~150兆帕左右。這層表面壓應(yīng)力的特點同時具有物理鋼化形成的足夠應(yīng)力層厚度和化學(xué)鋼化形成的高表面應(yīng)力值,通過工藝控制可以使玻璃表面應(yīng)力甚至達到400兆帕,使得玻璃強度大大提高。
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