Właściwości mechaniczne i optyczne szkieł z powłoką tlenku cyrkonu otrzymaną metodą zol-żel

• Autorzy: Drajewicz M. , Jadach R. , Długoń E. , Reben M. , Sitarz M.

Warianty tytułu

EN

Mechanical and optical properties of glass coated with zirconia by the sol-gel method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowym parametrem ograniczającym wykorzystanie szkieł często jest ich niezadowalająca wytrzymałość mechaniczna. Poprawę wytrzymałości mechanicznej szkieł można uzyskać między innymi poprzez naniesienie na ich powierzchnię cienkich warstw. Warstwy te charakteryzują się lepszymi właściwościami mechanicznymi, a połączenie tych materiałów powoduje poprawę wypadkowych właściwości szkła. Przedmiotem badań było szkło krzemianowo-sodowo-wapniowe pokryte warstwą tlenku cyrkonu. Do naniesienia warstwy tlenku cyrkonu użyto metody zol-żel. Warstwy poddano badaniom mechanicznym, w szczególności zmierzono twardość metodą Vickersa oraz moduł sprężystości. Przepuszczalność szkieł z nałożonymi warstwami zbadano przy wykorzystaniu spektroskopii UV/VIS. Przeprowadzone badania wskazały na potencjalną przydatność wybranej metody do uszlachetniania powierzchni szkieł.

EN

Unsatisfied mechanical strength frequently limits the usage of glasses. Its improvement can be attained by coating the glass surface with a thin layer of material with better mechanical properties than the glass. Silicate-sodium-calcium glass coated with zirconia was the object of this study. The sol-gel method has been used to produce a coating of zirconia. Vickers’ hardness and Young’s modulus were determined for the coatings. Transmittance of the coated glasses was determined by UV/VIS spectroscopy. The applied sol-gel method was useful to improve properties of glass surfaces.

Słowa kluczowe

PL

ZrO2; pokrywanie; zol-żel; szkło krzemianowe; właściwości mechaniczne

EN

ZrO2; coating; sol-gel; silicate glass; mechanical properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 2
• Strony: 187--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Drajewicz M.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów

autor

Jadach R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Długoń E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Reben M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Sitarz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Donald, I. W.: Review Methods for improving the mechanical properties of oxide glasses, J. Mater. Sci., 24, (1989), 4177.
• 2. Ernsberger, F. M.: Strength and strengthening of glass. Part one. Strength of glass, Glass Ind., 47, 8, (1966), 422–427.
• 3. Macrelli, G.: Strength issues in chemically strengthened glass, Riv. Stn. Sper. Vetro, 31, (2001), 69.
• 4. Bartholomew, R. F., Garfinkel, H. M.: Chemical strengthening of glass, w Glass Science and Technology, Vol. 5, Elasticity and Strength in Glasses, Academic Press, New York, 1980, 217–70.
• 5. Nishi, M., Akamtsu, Y., Nishikawa, S., Tsutsumi, K.: Strengthening technique of high strain point glass by femtosecond laser irradiation, w Glass Processing Days, 2005.
• 6. Gardon, R.: Thermal tempering of glass, w Glass Science and Technology, Vol. 5, Elasticity and Strength in Glasses, D. R. Uhlmann & N. J. Kreidl, Academic Press, New York, 1980, 145–216
• 7. Varshneya, A. K.: Ion exchange: physical properties of ion-exchanged and melt-processed glasses differ, Glass Res., 10-11, (2001), 21.
• 8. Fabes, B. D., Uhlmann, D. R. A.: Strengthening of glass by sol-gel coatings, J. Am. Ceram. Soc., 73, (1990), 978.
• 9. Garive, R. C., Nicholson, P. S.: Phase analysis in Zirconia Systems, J. Am. Ceram. Soc., 55, (1972), 303.
• 10. Scott, H. G.: Phase relationships in the zirconia-yttria system, J. Mat. Sci., 10, (1975), 1527.
• 11. Brinker, C. J., Scherer, G. W.: Sol-gel science – The physics and chemistry of sol-gel science, Academic Press, 1990, 2-3.
• 12. Kato, K., Tsuzuki, A., Taoday, H., Torii, Y., Butsugan, Y.: Crystal structures of TiO2 thin coatings prepared from the alkoxides solution via the dip coating technique affecting the photocatalytic decomposition of aqueous acetic acid, J. Mat. Sci., 29, (1994), 5911.
• 13. Brinker, C. J., Frye, G. C., Hurd, A. J., Ashley, C. S.: Fundamentals of sol-gel dip coating, Thin Solid Films, 201, (1991), 97.
• 14. Natsume, Y., Sakata, H.: Zinc oxide films prepared by sol-gel spin-coating, Thin Solid Films, 372, (2000), 30.
• 15. Chang, J. F., Sun, B., Breiby, D. W., Nielsen, M. M., Solling, T. I., Giles, M., McCulloch, I., Sirringhaus, H.: Enhanced mobility of poly(3-hexylthiophene) transistors by spin-coating from high-boiling-point solvents, Chem. Mater., 16, (2004), 4772.
• 16. Chaudhri, M. M.: Subsurface strain distribution around Vickers hardness indentations in annealed polycrystalline copper, Acta Materialia, 46, 9, (1998), 3047-3056.
• 17. Gong, J., Guan, J. W., Guan, Z.: Examination of the indentation size effect in low-load Vickers hardness testing of ceramics, J. Eur. Ceram. Soc., 19, (1999), 2625.
• 18.Sugimoto, T., Kawaguchi, T.: Development of an automatic Vickers hardness testing system using image processing technology, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 44, (1997), 696.