石英玻璃表面改性后的力学特性分析

来源期刊：材料科学与工程学报2013年第1期

论文作者：仇中军 伊萍 卢翠 房丰洲

文章页码：6 - 10

关键词：石英玻璃;表面改性;纳米压痕;磨削;

摘    要：改变石英玻璃表面的硬度和弹性模量能提高脆性-延性转变的临界磨削深度,实现延性模式磨削。本文通过利用Na2CO3溶液和石英玻璃成分发生化学反应的方法对石英玻璃表面进行改性,并基于纳米压痕法和划痕法对改性后的石英玻璃表面进行分析,研究改性后石英玻璃表面的力学性质和材料去除过程。通过纳米压痕实验表明,Na2CO3溶液中的OH-和石英玻璃发生化学反应,能够在石英玻璃表面生成厚度约为12nm非SiO2成分的物质薄膜,降低了石英玻璃表面硬度和弹性模量,5%、15%的Na2CO3溶液分别使石英玻璃表面硬度降低了4.4%和14.2%,使弹性模量分别降低了9.4%和12.0%,理论脆延转换临界磨削深度分别被提高了3.7和39.1%,从而提高了石英玻璃延性磨削的可操作性。