强化玻璃的原理和应用

1、 组员及分工 查找资料：吴炜，徐润响 PPT制作：王新鹏 PPT讲解：梁世洁 总结报告：魏俊晓 内容提要 1.强化玻璃的原理 2.强化玻璃的制备 3.强化玻璃的现状 4.强化玻璃的展望 1.强化玻璃的原理 玻璃是由二氧化硅和其他化学 物质熔融在一起形成的。在熔 融时形成连续网络结构，冷却 过程中粘度逐渐增大并硬化致 使其结晶的硅酸盐类非金属材 料。 玻璃有着悠久的历史和广 泛的应用，它的抗拉强度 远小于抗压强度，是典型 的脆性材料，因此很容易 因外力而破碎。 强化玻璃是用物理的或化学的 方法，在玻璃表面上形成一个 压应力层，当玻璃受到外力作 用时，这个压力层可将部分拉 应力抵销，避免玻璃的碎裂

2、， 从而达到提高玻璃强度的目的。 2.强化玻璃的制备 钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理 钢化法和化学钢化法。常用的方法是物理钢化。 物理强化法 物理强化玻璃又称为淬火强化玻璃。它时将普通平板玻璃在加热炉 中加热到接近玻璃的软化温度（600）时，通过自身的形变消除 内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹 向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得强化玻璃， 又可分为全钢化和部分钢化两种工艺。 钢化炉 吹气管 平模板 全钢化玻璃 玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，保温一段时间，然后将此玻 璃迅速送入冷却装置，用低温高速气流对玻璃进行均匀淬冷，使

3、玻 璃内层产生张应力，外表面产生压应力，经过这样处理的玻璃就称 为全钢化玻璃。多用于使用平面玻璃的设备中。 全钢化玻璃碎裂效果 区域钢化玻璃 玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，然后将此片玻璃迅速送入不同冷却强度 的风栅中，对玻璃进行不均匀冷却，使玻璃主视区与周边区产生不同的应力，周 边区处于风栅的强冷位置，进行全钢化，此位置碎片小钢化强度高，主视区处于 风栅弱冷位置，碎片大钢化强度低。多用于使用曲面玻璃的设备中。 区域钢化玻璃碎裂效果 化学强化法 化学强化玻璃是通过改变表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是用离子交 换法进行强化。将玻璃浸入到熔融状态的锂盐中，使玻璃表层的钠或钾离子与 锂离子发

4、生交换，表面形成离子交换层，由于Li的膨胀系数小于Na、K， 从而在冷却过程中外层收缩较小而内层收缩较大，当冷却到常温后，玻璃便处 于内层受拉，外层受压的状态，制得强化玻璃。近年来，还发展出了两步离子 交换法。 钢化玻璃生产工艺流程 v切毛坯 v成型切割 v成型切割 v掰边 v磨边 v钻孔 v黑花边 v加热线 v天线 vGT炉 vBT炉 v垂直炉 v平弯炉 v附件 v装箱 即外表面受到 压应力，内表 面受拉应力。 3.强化玻璃的现状 强化玻璃特性-优点优点-具有较高的机械强度具有较高的机械强度 1.抗冲击强度 强化玻璃的抗冲击强度是相同厚度普通玻璃的5-8倍，5MM厚钢化 玻璃用227 g钢球

5、冲击，钢球从2-3米高度下落玻璃不破碎，同样厚 度的玻璃在0.4米就破碎了。 2.抗弯强度 抗弯强度比普通玻璃高3-5倍，用一片6*1250*350MM玻璃条，两端 架起来，中间加重物，中间最大弯度可达100MM不断裂。 3.具有良好的热稳定性 热稳定性是指玻璃能承受剧烈温度变化而不破坏的性能。强化玻璃 可承受温度变化范围达150-320度，而普通玻璃只有70-90度，如将 强化玻璃放在0度的冰上，浇上熔化的327度铅水，玻璃不会爆碎。 4.安全性能好 强化玻璃破碎时碎片成蜂窝状钝角小颗粒，不易伤人。 强化玻璃特性缺点缺点 强化玻璃不能切裁、钻孔及磨边。 强化玻璃会自爆，即在没有外界机械力作用下发生的自身破裂。 强化玻璃的应用 交通设备、 工程机械挡风 屋顶、门窗 仪表、观察窗、家电保护屏 4.强化玻璃的展望 1.物理强化作为比较老的增强技术，物理强化不能处理3 mm以下的 玻璃及异形件一直是牵制其发展的原因之一，要突破现有的技术需 要花很大的精力。 2.两步离子交换法(ESP)玻璃因其优异的力学性能有着广泛的应用 前景。强度的稳定性给工艺制造及工程设计带来了不少好处。ESP 玻璃的推广将成为今后化学钢化玻璃发展的重点。 3.随