影響化學(xué)鋼化玻璃強度的因素

眾所周知，玻璃在經(jīng)過鋼化后許多性能都得到了改善，其抗彎強度要比一般玻璃大4～5倍，耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃有3~5倍的提高，抗沖擊強度也比一般玻璃大好幾倍。目前，主要的鋼化方法是物理鋼化，那么，影響物理鋼化的因素有哪些呢？本公司針對此作說明。

當(dāng)一定厚度的玻璃淬火時，玻璃中產(chǎn)生的應(yīng)力大小是隨著淬火溫度和冷卻強度的提高而增大。當(dāng)淬火溫度達到一定值時，應(yīng)力松弛程度幾乎不再增加，應(yīng)力趨于一極限值，此極限值稱為玻璃的淬火程度。它取決于玻璃的冷卻強度、玻璃厚度和化學(xué)組成。

(A) 冷卻強度

在玻璃工業(yè)中，一般鋼化玻璃采用風(fēng)冷鋼化，冷卻強度越大，鋼化越激烈。但冷卻強度取決于空氣的風(fēng)壓和風(fēng)柵上小孔距玻璃的距離。另外，噴嘴的直徑也影響玻璃的鋼化程度，直徑越大，空氣接觸玻璃的面積越大，冷卻強度也隨之增加。

 (B) 玻璃的化學(xué)組成

玻璃的化學(xué)組成對鋼...

1.什么是鋼化玻璃

鋼化玻璃又稱強化玻璃，它是用物理或化學(xué)的方法，在玻璃表面形成一個應(yīng)力層，當(dāng)玻璃受到外力作用時，這個應(yīng)力層可以抵消部分拉應(yīng)力，從而避免玻璃碎裂，達到提高玻璃強度的目的。

2. 化學(xué)鋼化玻璃的方法

3. 

3.離子交換法原理

（1）高溫型離子交換法

在玻璃的軟化點與轉(zhuǎn)變點之間的溫度區(qū)域內(nèi)，把含Na 2O 或K 2O 的玻璃侵入含Li 的熔鹽中，使玻璃中的Na +或與它們半徑小的熔鹽中的Li +相交換，然后冷卻至室溫，由于含Li+的表層與含Na +或K +內(nèi)層膨脹系數(shù)不同，表面產(chǎn)生殘余壓力而強化。

（2）低溫型離子交換法

在不高于玻璃轉(zhuǎn)變點溫度區(qū)域內(nèi)，將含有堿金屬的硅酸鹽玻璃，浸入到KNO3熔鹽中，使玻璃表層的Na +離子與熔鹽中的K +離子發(fā)生交換，由于K +離子半徑比Na +離子，K +離子取代Na +

離子后，使玻璃表面“擠塞”膨脹，產(chǎn)生應(yīng)力，使得玻璃強度增強。表面脫堿法

涂覆熱膨脹系數(shù)小的玻璃

化學(xué)鋼化法堿金屬離子交換法

高溫型離子交換法

低溫型離子交換法低溫型離子交換法

高溫型離子交換法

4.影響化學(xué)鋼化玻璃強度的因素

（1）玻璃的成分

同普通鈉鈣硅酸鹽玻璃相比，含Al203多的玻璃化學(xué)鋼化后，有較強、較厚的壓應(yīng)力層。Al203在離子交換中起加速作用，Al203的合適用量為1%～17%。

（2）玻璃表面的損傷

任何輕微的損傷，其表面的強度衰減都非常嚴重。化學(xué)法增強玻璃過程時，應(yīng)注意保護好玻璃表面和玻璃邊部，使玻璃不受任何微小的損傷。

（3）離子交換的時間

時間太短，離子交換不足，玻璃強度??；時間太長，雖然可以使交換層厚度增加，但是存在應(yīng)力松弛的現(xiàn)象，會使玻璃強度逐漸降低。

（4）離子交換的溫度

應(yīng)選擇最佳的溫度，溫度過低，離子交換無法進行；溫度過高，玻璃結(jié)構(gòu)松弛，使得強度降低。

（5）熔鹽的純度

KNO3熔鹽純度越高，則化學(xué)鋼化玻璃的強度越好，如熔鹽中存在Ca2+、Li+時，由于Ca2+、Li+半徑小于K+，Ca2+、Li+替代K+交換了玻璃表面的Na+后，使表面強度降低。

（6）熔鹽中添加劑的影響

KNO3熔鹽中加入KOH、K2CO3，可以促進離子交換，提高玻璃的強度。O H--易與玻璃表面的Na+親和，加速K+向玻璃中擴散，但KOH的加入量小于1%為宜；2%左右的K2CO3與熔鹽中的雜質(zhì)離子反應(yīng)形成沉淀，消除雜質(zhì)離子的不利影響。

表1KNO3熔鹽中加入KOH前后對化學(xué)鋼化玻璃強度的影響

熔鹽組成處理溫度/℃處理時間/min應(yīng)力層厚度/m抗彎強度/MPa KNO349018040.5199.4

KNO3+KOH4901530199.4

KNO3+KOH4902552300.2

（7）外加電場、超聲波、機械振動

外加電場、超聲波、機械振動可以加速離子交換速度，提高化學(xué)鋼化玻璃的強度。