استحكام بخشي شيشه‌هاي سودالايم با استفاده از روش تعويض يوني به كمك ميدان الكتريكي

تعويض يوني يكي از روش‌هاي استحكام بخشي شيشه‌ها مي‌باشد كه شامل وارد كردن شيشه حاوي محتواي قليايي در يك حمام نمك مذاب (به عنوان مثال نيترات پتاسيم) مي‌باشد. در اين فرآيند يون كوچك‌تر از ساختار شيشه خارج شده و يون بزرگ‌تر وارد ساختار شيشه مي‌شود. اين فرآيند باعث ايجاد تنش فشاري در سطح مي‌شود و در نتيجه استحكام را افزايش مي‌دهد. با اعمال يك انرژي خارجي مانند ميدان الكتريكي، مي‌توان سرعت و راندمان فرآيند را افزايش داد. در تحقيق حاضر با استفاده از روش تعويض يوني به كمك ميدان الكتريكي، به بررسي استحكام بخشي شيشه‌هاي سودالايم پرداخته شده است. در اين پژوهش پارامترهاي دما، زمان و ميدان الكتريكي به هدف افزايش استحكام بررسي شدند. بيشترين استحكام، عدد سختي و بهترين شكست نگاري در نمونه‌اي مشاهده شد كه تنها به مدت 10 دقيقه در دماي 400 درجه سانتي‌گراد در ميداني به شدت 2000 ولت بر سانتي‌متر قرار گرفت. مشاهده شد كه استحكام نمونه‌ها به بيش از 4 برابر نسبت به نمونه‌ خام رسيد. همچنين عدد سختي نمونه‌ها نيز از kgf/mm2 50±550 بهkgf/mm2 50±750 افزايش پيدا كرد. علاوه بر اين عمق نفوذ براي نمونه‌اي كه تنها به مدت 10 دقيقه در دماي 400 درجه سانتي‌گراد تحت ميداني به شدت 2000 ولت بر سانتي‌متر بوده است، به 11 ميكرومتر رسيده است. قابل ذكر است براي نمونه‌هايي كه تحت فرآيند تمپر شيميايي بدون استفاده از ميدان الكتريكي قرار گرفته‌اند، در شرايط دمايي 400درجه سانتي‌گراد به مدت 240 دقيقه عمق نفوذ 3 ميكرومتر شد.