强酸侵蚀对钠钙硅玻璃表面改性及其磨损性能研究

作者：乔乾; 谭丽娟; 肖童金; 陈柳莉; 何洪途^*; 余家欣

来源：摩擦学学报, 2021, 41(02): 243-250.

DOI：10.16078/j.tribology.2020095

• 钠钙硅玻璃
• 强酸侵蚀
• 水分子
• 机械化学性能
• 磨损

使用水接触角测量仪、红外光谱仪、纳米压痕仪和显微硬度计,探究了侵蚀处理时间对钠钙硅玻璃在强酸(pH=1,HCl溶液)和纯水侵蚀条件下机械化学性能的变化规律.采用多功能往复式摩擦磨损试验机,以SiO2球为对摩副,分析了钠钙硅玻璃在不同侵蚀条件下的磨损行为.研究发现:经去离子水侵蚀24和50 h后,钠钙硅玻璃的机械化学性能变化不明显,而经强酸侵蚀的钠钙硅玻璃的断裂韧性显著增大,但其纳米硬度、等效弹性模量、维氏硬度和在潮湿空气(RH=50%)下的磨损性能降低.酸性液体对钠钙硅玻璃性能的影响与Na+析出后玻璃表面形成的侵蚀层密切相关.与纯水环境相比,钠钙硅玻璃表层Na+在强酸侵蚀时更易被析出,表面化学结构变成"富SiO2",同时玻璃表面变得更亲水,磨损过程产生的磨屑易于吸附在摩擦界面,从而导致界面磨损形式由摩擦化学磨损转化为黏着磨损,最终使钠钙硅玻璃的耐磨性降低.

• 单位
  西南科技大学