人們開發利用玻璃已經有幾千年的曆史。玻璃可(kě)能(néng)是迄今為止最古老的人(rén)造材料之一。最早的玻璃可以追(zhuī)溯到公元前7000的新石器(qì)時期。玻璃最早用於裝飾物品是在公元前(qián)3000年的埃及(jí)和近東地區。後來人們發明模壓成(chéng)型(xíng)製作成玻璃(lí)器皿。現在,玻璃因其光學透過性能好,製造成本低,工藝控製簡單及易加工型等,被廣泛應用(yòng)於農業,交通(tōng),電(diàn)子,航空及航(háng)天(tiān)等領域。但是由於玻璃的本質脆性及低強度限製了其進一步發展。
強度是指材料抵抗破壞或失(shī)效的能力。從(cóng)力學角度分析,強度是指材料在一定載荷作用下發生破壞時的最大應力值。對於脆性材料,斷裂強度最能反(fǎn)映它的力(lì)學(xué)性能。斷裂必須克服固體的內聚力,原子鍵必須斷(duàn)開,材(cái)料(liào)的理論強度恰(qià)恰是原子鍵能的一(yī)種反映。根據化學鍵的結合強度計算(suàn),玻璃的理論強度為E/10的數量級。那麽照此推算玻璃的強度應(yīng)該約為7000 MPa。但在現實應用中,玻璃的實際強度隻有80~100MPa,比理論強度低2-3個數量級。實際強度和理論強度的巨大差距是由於玻璃中存在微裂紋(wén)所導致的。影響玻璃實際(jì)強度的(de)因素很多:如(rú)存(cún)放(fàng)環境(如溫度、濕度、氣氛、存放的時間(jiān)等)、表麵機械加工、樣品尺寸、加載速度(dù)、機械劃傷以及內部不均勻性(氣泡、結石)等,其中表麵微裂(liè)紋的存在對(duì)玻璃實際強度影響最大。由於很多應用(yòng)都需要高強度的玻璃,因此提高玻璃的強度是解決問題的關鍵。為了提高玻璃的力學性能,研究人員(yuán)探(tàn)討了許多(duō)不同的方法(fǎ)。
其中表麵處理,如物(wù)理鋼化,化學鋼化,酸處理及塗層等,是最常見的幾種方法。