1定義和優(yōu)點(diǎn)

化學(xué)鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。

2制作原理

化學(xué)鋼化玻璃是采用低溫離子交換工藝制造的，所謂低溫系是指交換溫度不高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度的范圍內(nèi)，是相對(duì)于高溫離子交換工藝在轉(zhuǎn)變溫度以上，軟化點(diǎn)以下的溫度范圍而言。低溫離子交換工藝的簡(jiǎn)單原理是在400℃左右的堿鹽溶液中，使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑較大的離子交換，比如玻璃中的鋰離子與溶液中的鉀或鈉離子交換，玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換，利用堿離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應(yīng)力。大離子擠嵌進(jìn)玻璃表層的數(shù)量與表層壓應(yīng)力成正比，所以離子交換的數(shù)量與交換的表層深度是增強(qiáng)效果的關(guān)鍵指標(biāo)。

3應(yīng)用范圍

鋼化玻璃國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9963-1998

鋼化玻璃是將玻璃加熱到接近軟化化溫度（這時(shí)處于粘性流動(dòng)狀態(tài)）——這個(gè)溫度范圍我們稱為鋼化溫度范圍（620℃—640℃），保溫一定時(shí)間，然后驟冷而成的，下面簡(jiǎn)單敘述鋼化玻璃在加熱和驟冷過程中的溫度變化及應(yīng)力形成過程。

a.開始加熱階段：

玻璃片由室溫進(jìn)入鋼化爐加熱，由于玻璃是熱的不良導(dǎo)體，所以此時(shí)內(nèi)層溫度低，外層溫度高，外層開始膨脹，內(nèi)層未膨脹，所以此時(shí)外層的膨脹受到內(nèi)層的抑制表面產(chǎn)生了暫時(shí)的壓應(yīng)力，中心層為張應(yīng)力，由于玻璃的抗壓縮度高，所以雖然快速加熱，玻璃片也不破碎。

注：從這里可以了解到玻璃一進(jìn)爐，由于玻璃內(nèi)外層有溫差造成了，玻璃內(nèi)外層的應(yīng)力，因此厚玻璃要加熱慢一點(diǎn)，溫度低一點(diǎn)，否則因內(nèi)外溫差太而造成玻璃在爐內(nèi)破裂。

b.繼續(xù)加熱階段：

玻璃繼續(xù)加熱，玻璃內(nèi)外層溫差縮小等內(nèi)外層都達(dá)到鋼化溫度時(shí)玻璃板內(nèi)等應(yīng)力。

c.開始驟冷階段（在開始吹風(fēng)的前1.5—2秒）

玻璃片由鋼化爐進(jìn)入風(fēng)柵吹風(fēng)，表面層溫度下降低于中心溫度，表面開始收縮，而中心層沒有收縮，所以表面層的收縮受到中心層的抑制，使表面層受到暫時(shí)張應(yīng)力，中心層形成壓應(yīng)力。

d.繼續(xù)驟冷階段：

玻璃內(nèi)外層進(jìn)一步驟冷，玻璃表面層已硬化（溫度已降到500℃以下），停止收縮，這時(shí)內(nèi)層也開始冷卻、收縮，而硬化了的表面層抑制了內(nèi)層的收縮，結(jié)果使表面層產(chǎn)生了壓應(yīng)力，而在內(nèi)層形成了張應(yīng)力。

e.繼續(xù)驟冷（12秒內(nèi)）

玻璃內(nèi)外層溫度都進(jìn)一步降低，內(nèi)層玻璃在此時(shí)降到500℃左右，收縮加速，在這個(gè)階段外層的壓應(yīng)力，內(nèi)層的張應(yīng)力已基本形成，但是中心層還比較軟，尚未完全脫離粘性流動(dòng)狀態(tài)，所以還不是最終的應(yīng)力狀態(tài)。

f.鋼化完成（20秒內(nèi)）

這個(gè)階段內(nèi)外層玻璃都完全鋼化，內(nèi)外層溫差縮小，鋼化玻璃的最終應(yīng)力形成，即外表面為壓應(yīng)力，內(nèi)層為張應(yīng)力。

2、鋼化玻璃的應(yīng)力分布：

a.鋼化玻璃生產(chǎn)的工藝過程中的六個(gè)階段的應(yīng)力分布見圖1

b.鋼化玻璃的最終應(yīng)力分布說明

鋼化玻璃最終應(yīng)力分布圖，外表面具有最大壓應(yīng)力，從外層到中心層壓應(yīng)力漸漸減少，中心層存在最大張應(yīng)力，從中心到外層張應(yīng)力漸漸減少，在e點(diǎn)張應(yīng)力和壓應(yīng)力都為0。

a.開始加熱 張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃a外層：溫度高 內(nèi)層：溫度低外層：壓應(yīng)力 內(nèi)層：張應(yīng)力。

b.繼續(xù)加熱 張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃b內(nèi)外層溫度差逐步縮小，應(yīng)力值也在減少到?jīng)]有。

c.開始驟冷（2秒內(nèi)）張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃c外層快冷，溫度低，內(nèi)層還處于高溫，外層張應(yīng)力。

d.驟冷（5秒內(nèi)）張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃d內(nèi)外層溫度降低，溫差減少，內(nèi)層開始收縮，外層面在500℃以下，外層出現(xiàn)壓應(yīng)力。

e.繼續(xù)驟冷（12秒內(nèi)）張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃e內(nèi)層也降到500℃左右，內(nèi)外層的應(yīng)力基本形成。

f.鋼化完成（20秒）張應(yīng)力 壓應(yīng)力0溫度℃20℃650℃470℃—500℃F內(nèi)外層溫度下降，溫差趨勢(shì)平衡，內(nèi)外層永久應(yīng)力形成