Industrial Soda-Lime-Silica Sheet Glass Hardened by Zirconia-Reinforced Inorganic Coating
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
The aim of this study was to improve the hardness of an industrial soda-lime-silica sheet glass (SLS) by coating the glass with zirconia-reinforced inorganic glasses (ZIG). The ZIG glasses composing 55 wt% cullet, 40 wt% borax, 5 wt% Li2CO3 and 0.5-5.5 wt% ZrO2 were melted in an electric furnace at 900 and 1000 oC and quenched in water to obtain a frit form. The SLS sheets were coated with the fine ZIG powders at various thicknesses. The coated glass sheets (CGS) were thermally treated at 600 oC and normally cooled over night in the furnace. X-ray diffraction, coefficients of thermal expansion (CTE), vickers microhardness, density, refraction (nD) and UV-Vis-IR transmission of ZIG, CGS and SLS were investigated. The results revealed that all ZIG glasses were completely melted at 1000 oC with no bubbles and crystalline phases. An increase in ZrO2 contents led to increases of the degree of polymerization, bulk density, nD and glass transition temperature (Tg) and a decrease of CTE. The Zr4+ ions entered Si4+ positions in the glass structure resulting in the increase of hardness. The 5.5ZIG containing 55 wt% cullet, 40 wt% borax, 5 wt% Li2CO3 incorporation with 5.5 wt% ZrO2 addition showed the highest vickers hardness. In addition, the vickers hardnesss increased with the increase of coating layer thickness. In this work the SLS coated with 5.5ZIG at 121-478 μm showed the highest hardness at 906 and 889 HV0.2 for the glasses melted at 900 and 1000 oC, respectively (683 HV0.2 for uncoated SLS). The density and nD increased insignificantly but the transmission decreased comparing to uncoated SLS.
Article Details
นโยบายการรับบทความ
กองบรรณาธิการวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น มีความยินดีรับบทความจากอาจารย์ประจำ และผู้ทรงคุณวุฒิในสาขาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่นที่นำส่ง ดังนั้นผู้สนใจที่จะร่วมเผยแพร่ผลงานและความรู้ที่ศึกษามาสามารถนำส่งบทความได้ที่กองบรรณาธิการเพื่อเสนอต่อคณะกรรมการกลั่นกรองบทความพิจารณาจัดพิมพ์ในวารสารต่อไป ทั้งนี้บทความที่สามารถเผยแพร่ได้ประกอบด้วยบทความวิจัย ผู้สนใจสามารถศึกษาและจัดเตรียมบทความจากคำแนะนำสำหรับผู้เขียนบทความ
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏภายในบทความของแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็น ความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น และคณาจารย์ท่านอื่น ๆ ในสถาบัน แต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา ทัศนะ หรือข้อคิดเห็นใด ๆ ของบทความในวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากผู้นิพนธ์ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
ผู้ประสงค์จะส่งบทความเพื่อตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น สามารถส่ง Online ที่ https://www.tci-thaijo.org/index.php/TNIJournal/ โปรดสมัครสมาชิก (Register) โดยกรอกรายละเอียดให้ครบถ้วนหากต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่
- กองบรรณาธิการ วารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
- ฝ่ายวิจัยและนวัตกรรม สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
เลขที่ 1771/1 สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ซอยพัฒนาการ 37-39 ถนนพัฒนาการ แขวงสวนหลวง เขตสวนหลวง กรุงเทพมหานคร 10250 ติดต่อกับคุณพิมพ์รต พิพัฒนกุล (02) 763-2752 , คุณจุฑามาศ ประสพสันติ์ (02) 763-2600 Ext. 2402 Fax. (02) 763-2754 หรือ E-mail: JEDT@tni.ac.th
References
V. Verganelakis , P.D. Nicolaou, C. Trapalis, and G. Kordas, “Evaluation of the critical processing parameters of ormosil coating on the increase of the strength of glass,” J. Non-Cryst. Solids, vol. 265, no. 3, pp. 265-275, Mar. 2000.
Z.Shi, and G.J. Ji, “ A method to improve mechanical properties of glass plates by surface coating nanofilms with sol-gel technique,” Surf. Coat. Tech., vol. 202, no . 8, pp. 1350-1356, Jan. 2008.
N.I. Min’ko, I.N. Mikhal’chuk and M. Y. Lipko, “Modification of the surface of sheet glass (a review),” Glass and Ceramics, vol. 57, no. 3-4, pp. 109-113, 2000.
A. V. Gorokhovskii, L. V. Vcrtakova, G. A. Rumyantseva, et al., “Specifics of the reaction of variuos claaaes of hydrocarbons with the surface of sheet glass,” Zh. Prikl. Khim., vol. 66, no. 2, pp. 346-352, 1993.
J. Malzbender, and G.D. With, “The effect of drying, aging and curing on an organic-inorganic coating,” J. Mater. Sci., vol. 35, pp. 4809-4814, 2000.
X.M. Chen, B. Ellis, F. Wang, and A.B. Seddon, “Strengthening of glass rods with ormosil polymeric coatings,” J. Non-Cryst. Solids, vol. 18 5, no. 1-2, pp. 1-17, May 1995.
A. Makishima, and J.D. Mackenzzie, “Hardness equation for ormosils,” J. Sol-Gel Sci. Tech., vol. 19, no. 1-3, pp. 627-630, Dec. 2000.
H. Schmidt, “Multifunctional inorganic-organic composite sol-gel coatings for glass surfaces,” J. Non-Cryst. Solids, vol. 1 78, pp.302¬312, Nov. 1994.
H. Schmidt, “Inorganic-organic composites by sol-gel techniques,” Sol-Gel Sci. Tech., vol. 1, no. 3, pp. 217-231, Jan. 1994.
S. Kirtay, E. Oktay, and V. Gunay, “Glass strenthening by SiO2 - TiO2 organically modified silica coating,” Thin Solid Films, vol. 515, no. 4, pp. 2145-2152, Dec. 2006.
A Pual, Chemistry of Glasses, 2nd ed., New York: Chapman and Hall, 1990.
C.C. Lin, P. Shen, H.M. Chang, and Y.J. Yang, “Composition dependent structure and elasticity of lithium silicate glasses: Effect of ZrO2 additive and the combination of alkali silicate glasses,” J. Euro. Ceram. Soc., vol. 26, pp. 3613-3620, 2006.
W. Theimsorn, K. Keowkamnerd, P. Suwannathada, H. Hessenkemper, and S. Phanichphant, “Redox ratio and optical absorption of polyvalent ions in industrial glasses,” Bul. of Mater. Sci., vol. 30, no. 5, pp. 487-495, Oct. 2007.
M. Ferraris, M. Salvo, F. Smeacetto, L. Augier, L. Barbieri, A. Corradi, and I. Lancellotti, “Glass matrix composites from solid waste materials,” J. Euro. Cer. Soc., vol. 21, no. 4, pp.453-460, Api. 2001.
D.A. Mckeown, I.S. Muller, A.C. Buechele, I.L. Pegg, and C.A. Kendziora, “Structural characterization of high-zirconia borosilicate glasses using raman spectroscopy,” J. Non-Cryst. Solids, vol. 262, pp.126-134, 2000.
R.D. Shannon, “Craysta l physics, diffraction, theoretical and general crystallography,” Acta Cryst., vol. A32, pp.751-767, Sep. 1976.
J.R. Taylor, and A.C. Bull, Ceramics Glaze Technoligy, Oxford: Pergamon Press, 1986.
H. Rawson, Properties ans Applications of Glass, Glass Science and Technology 3, New York: Elsevier Scientific Publishing Company, 1980.