有機(jī)_無(wú)機(jī)層合玻璃界面結(jié)構(gòu)調(diào)控及其力學(xué)性能研究.pdf

1、有機(jī)-無(wú)機(jī)層合玻璃是由無(wú)機(jī)玻璃與有機(jī)透明材料通過(guò)中間膠層熱壓成型的復(fù)合透明材料,具備了玻璃的高強(qiáng)度、耐磨性以及有機(jī)透明材料的輕質(zhì)、抗沖擊等優(yōu)異性能,在航空透明件以及防彈玻璃領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)-無(wú)機(jī)層合玻璃面臨的主要問(wèn)題是界面容易脫膠失效,影響其可靠性和使用壽命。
　　本文針對(duì)玻璃/聚氨酯膠層/有機(jī)玻璃組成的有機(jī)-無(wú)機(jī)層合玻璃,采用混合酸腐蝕法以及水熱腐蝕法對(duì)玻璃進(jìn)行表面處理,實(shí)現(xiàn)玻璃表面微結(jié)構(gòu)以及玻璃/聚氨酯界面結(jié)構(gòu)的可

2、控制備,探索層合玻璃界面結(jié)構(gòu)對(duì)界面力學(xué)性能的影響機(jī)制,揭示界面結(jié)構(gòu)與層合玻璃服役性能的內(nèi)在聯(lián)系,為研制高可靠性有機(jī)-無(wú)機(jī)層合玻璃提供理論支撐。
　　HF/H2SO4混合酸腐蝕實(shí)驗(yàn)表明,隨腐蝕時(shí)間延長(zhǎng),表面腐蝕坑尺寸先減小后增大,腐蝕坑分布均勻性先提高后降低;透明度先降低后增大;抗彎強(qiáng)度先增大后降低并趨于穩(wěn)定值。混合酸腐蝕液最佳m(HF)/m(H2SO4)值為4:1,腐蝕時(shí)間20 min時(shí)腐蝕坑尺寸最小,接觸角達(dá)到最大值71°,玻璃

3、表面粗糙度達(dá)到最低值5.8 nm,抗彎強(qiáng)度達(dá)到最大值174 MPa,玻璃表面缺陷層厚度約為41μm。
　　水熱腐蝕實(shí)驗(yàn)表明,隨水熱溫度升高,抗彎強(qiáng)度和維氏硬度先增大后減小,斷裂韌性變化幅度不大;隨水熱時(shí)間延長(zhǎng),玻璃接觸角、透明度、抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度先增大后減小。水熱處理溫度180℃,時(shí)間2 h時(shí),玻璃表面腐蝕坑尺寸最小,腐蝕深度6.8μm,接觸角62°,透明度87％,抗彎強(qiáng)度149 MPa。混合酸腐蝕法較水熱腐蝕法具有工藝簡(jiǎn)單、

4、易操作控制的優(yōu)勢(shì),且玻璃綜合性能更佳。
　　層合工藝實(shí)驗(yàn)表明,玻璃腐蝕時(shí)間延長(zhǎng),層合玻璃透明度和抗剪切強(qiáng)度先增大后減小;熱壓成型溫度升高,層合玻璃的透明度先減小后增大,界面抗剪切強(qiáng)度增大。腐蝕后玻璃熱處理溫度升高,層合玻璃界面抗剪切強(qiáng)度先減小后增大。玻璃腐蝕時(shí)間20 min時(shí)層合玻璃的界面抗剪切強(qiáng)度最大值7.3 MPa,透明度最大值87.8%。
　　層合玻璃濕熱老化實(shí)驗(yàn)表明,隨濕熱老化時(shí)間延長(zhǎng),層合玻璃界面抗剪切強(qiáng)度值增大,