玻璃钢化的工作原理

㈠ 玻璃是怎么钢化的

1、物理钢化法
物理钢化法的原理就是把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却，使玻璃表面急剧收缩，产生压应力，而玻璃中层冷却较慢，还来不及收缩，故形成张应力，使玻璃获得较高的强度。一般来说冷却强度越高，则玻璃强度越大。物理钢化方法很多，按冷却介质来分，可分为以下几种：
2、化学钢化法
化学钢化法指的是通过化学方法改变玻璃表面组分，增加表面层压应力，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的钢化方法。由于它是通过离子交换使玻璃增强，所以又称为离子交换增强法。根据交换离子的类型和离子交换的温度又可分为低于转变点度的离子交换法和高于转变点温度的离子交换法。
化学增强法的原理是：根据离子扩散的机理来改变玻璃的表面组成，在一定的温度下把玻璃浸入到高温熔盐中，玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因扩散而发生相互交换，产生“挤塞”现象，使玻璃表面产生压缩应力，从而提高玻璃的强度。

㈡ 钢化玻璃的构造原理和原材料是什么

钢化玻璃又称强化玻璃，是一种预应力玻璃。它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，玻璃本身具有较高的抗压强度，不会造成破坏。当玻璃受到外力作用时，这个压力层可将部分拉应力抵消，避免玻璃的碎裂，虽然钢化玻璃内部处于较大的拉应力状态，但玻璃的内部无缺陷存在，不会造成破坏，从而达到提高玻璃强度的目的。众所周知，材料表面的微裂纹是导致材料破裂的主要原因。因为微裂纹在张力的作用下会逐渐扩展，最后沿裂纹开裂。而玻璃经钢化后，由于表面存在较大的压应力，可使玻璃表面的微裂纹在挤压作用下变得更加细微，甚至“愈合”。
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。物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它是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，即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉而外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发生应力释放，玻璃被破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。在钢化玻璃的生产过程中，对产品质量影响最大的当是如何使玻璃形成较大而均匀的内应力。而对产量影响最大的则是如何防止炸裂和变形。

不论是上述哪个影响因素都与玻璃的加热和冷却条件密切相关。当玻璃均匀加热到钢化温度后骤然冷却时，由于内外层降温速度的不同，表层急剧冷却收缩，而内层降温收缩迟缓。结果内层因被压缩受压应力，表层受张应力。随着玻璃的继续冷却，表层已经硬化停止收缩，而内层仍在降温收缩，直至到达室温。这样表层因受内层的压缩形成压应力，内层则形成张应力，并被永久的保留在钢化玻璃中。由于玻璃是抗压强而抗拉弱的脆性材料，当超过抗张强度时玻璃即行破碎，所以内应力的大小及其分布形式是影响玻璃强度及炸裂的主要原因。另一种情况是玻璃在可塑状态下冷却时，不论是加热不均，还是冷却不均，只要在同一块玻璃上有温差，就会有不同的收缩量。在降至室温时，温度越高的地方降温越多，收缩量越大，玻璃也就越短。相反温度越低的地方降温少，收缩量也小，玻璃也就长。一块玻璃如各处长短不一则势必发生板面翘曲。这样我们就不难理解玻璃为什么会变形以及怎样防止变形。

由于钢化玻璃内部的应力分布已处于均衡的状态，当进行切割、钻孔等再加工时，因应力平衡破坏而引起破碎，所以一般不允许进行再加工。但是轻微的加工，例如对划伤、彩虹等缺陷进行抛光时，对产品性能并没有多大影响。钢化玻璃在热处理完成以后及使用过程中有无直接外力的作用下会发生自行爆裂的现象。据国外研究统计，自爆率一般为0.1%～0.3％。引起自爆的主要原因是玻璃中硫化镍（NiS）相变引起的体积膨胀所导致，自爆率一般为2％左右。解决自爆的对策主要有：控制钢化应力，均质处理（HST）等。其中对玻璃进行均质处理是最有效且根本的办法。均质处理的有效性取决于均质炉的性能及均质工艺，必须重视炉内玻璃放置方式、均质温度制度、炉内气流走向以及对均质自爆机理及影响因素等。均质处理（HST）是公认的彻底解决自爆问题的有效方法。将钢化玻璃再次加热到290℃左右并保温一定时间，使硫化镍在玻璃出厂前完成晶相转变，让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前破碎。这种钢化后再次热处理的方法，国外称作“HeatSoakTest”，简称HST。我国通常将其译成“均质处理”，也俗称“引爆处理”。

钢化玻璃强度高，其抗压强度可达125MPa以上，比普通玻璃大4~5倍；抗冲击强度也很高，用钢球法测定时，1kg的钢球从1m高度落下，玻璃可保持完好。钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块l200mm×350mm×6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm的弯曲挠度，当外力撤除后，仍能恢复原状，而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。热稳定性好，在受急冷急热时，不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。这是因为钢化玻璃的压应力可抵销一部分因急冷急热产生的拉应力之故。钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。由于钢化玻璃具有较好的机械性能和热稳定性，所以在建筑工程、交通工具及其他领域内得到广泛的应用。平钢化玻璃常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等，曲面玻璃常用于汽车、火车及飞机等方面。使用时应注意的是钢化玻璃不能切割、磨削，边角不能碰击挤压，需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进加工定制。用于大面积的玻璃幕墙的玻璃在钢化上要给予控制，选择半钢化玻璃，即其应力不能过大，以避免受风荷载引起震动而自爆。根据所用的玻璃原片不同，可制成普通钢化玻璃、吸热钢化玻璃、彩色钢化玻璃、钢化中空玻璃等。

应力特征成为鉴别真假钢化玻璃的重要标志。目前，在业内鉴别钢化玻璃与普通玻璃主要靠听，也就是说用手敲击玻璃，如果玻璃发出清脆响声，则说明玻璃是钢化玻璃，反之则为普通玻璃

㈢ 钢化玻璃原理是啥

钢化玻璃 （Tempered glass/Reinforced glass） 属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。注意与玻璃钢区别开来。

钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近软化点的700度左右，再进行快速均匀的冷却而得到的（通常5-6MM的玻璃在700度高温下加热240秒左右，降温150秒左右。8-10MM玻璃在700度高温下加热500秒左右，降温300秒左右。总之，根据玻璃厚度不同，选择加热降温的时间也不同）。钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。已钢化处理好的钢化玻璃，不能再作任何切割、磨削等加工或受破损，否则就会因破坏均匀压应力平衡而“粉身碎骨”。

㈣ 制造钢化玻璃的原理

工艺过程： 钢化玻璃是将玻璃加热到接近软化化温度（这时处于粘性流动状态）——这个温度范围我们称为钢化温度范围（620℃—640℃）， 保温一定时间，然后骤冷而成的，下面简单叙述钢化玻璃在加热和骤冷过程中的温度变化及应力形成过程。

㈤ 钢化玻璃的原理是什么

钢化玻璃又称强化玻璃，是一种预应力玻璃。它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，玻璃本身具有较高的抗压强度，不会造成破坏。当玻璃受到外力作用时，这个压力层可将部分拉应力抵消，避免玻璃的碎裂，虽然钢化玻璃内部处于较大的拉应力状态，但玻璃的内部无缺陷存在，不会造成破坏，从而达到提高玻璃强度的目的。众所周知，材料表面的微裂纹是导致材料破裂的主要原因。因为微裂纹在张力的作用下会逐渐扩展，最后沿裂纹开裂。而玻璃经钢化后，由于表面存在较大的压应力，可使玻璃表面的微裂纹在挤压作用下变得更加细微，甚至“愈合”。
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。物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它是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，即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉而外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发生应力释放，玻璃被破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。在钢化玻璃的生产过程中，对产品质量影响最大的当是如何使玻璃形成较大而均匀的内应力。而对产量影响最大的则是如何防止炸裂和变形。

不论是上述哪个影响因素都与玻璃的加热和冷却条件密切相关。当玻璃均匀加热到钢化温度后骤然冷却时，由于内外层降温速度的不同，表层急剧冷却收缩，而内层降温收缩迟缓。结果内层因被压缩受压应力，表层受张应力。随着玻璃的继续冷却，表层已经硬化停止收缩，而内层仍在降温收缩，直至到达室温。这样表层因受内层的压缩形成压应力，内层则形成张应力，并被永久的保留在钢化玻璃中。由于玻璃是抗压强而抗拉弱的脆性材料，当超过抗张强度时玻璃即行破碎，所以内应力的大小及其分布形式是影响玻璃强度及炸裂的主要原因。另一种情况是玻璃在可塑状态下冷却时，不论是加热不均，还是冷却不均，只要在同一块玻璃上有温差，就会有不同的收缩量。在降至室温时，温度越高的地方降温越多，收缩量越大，玻璃也就越短。相反温度越低的地方降温少，收缩量也小，玻璃也就长。一块玻璃如各处长短不一则势必发生板面翘曲。这样我们就不难理解玻璃为什么会变形以及怎样防止变形。

由于钢化玻璃内部的应力分布已处于均衡的状态，当进行切割、钻孔等再加工时，因应力平衡破坏而引起破碎，所以一般不允许进行再加工。但是轻微的加工，例如对划伤、彩虹等缺陷进行抛光时，对产品性能并没有多大影响。钢化玻璃在热处理完成以后及使用过程中有无直接外力的作用下会发生自行爆裂的现象。据国外研究统计，自爆率一般为0.1%～0.3％。引起自爆的主要原因是玻璃中硫化镍（NiS）相变引起的体积膨胀所导致，自爆率一般为2％左右。解决自爆的对策主要有：控制钢化应力，均质处理（HST）等。其中对玻璃进行均质处理是最有效且根本的办法。均质处理的有效性取决于均质炉的性能及均质工艺，必须重视炉内玻璃放置方式、均质温度制度、炉内气流走向以及对均质自爆机理及影响因素等。均质处理（HST）是公认的彻底解决自爆问题的有效方法。将钢化玻璃再次加热到290℃左右并保温一定时间，使硫化镍在玻璃出厂前完成晶相转变，让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前破碎。这种钢化后再次热处理的方法，国外称作“HeatSoakTest”，简称HST。我国通常将其译成“均质处理”，也俗称“引爆处理”。

钢化玻璃强度高，其抗压强度可达125MPa以上，比普通玻璃大4~5倍；抗冲击强度也很高，用钢球法测定时，1kg的钢球从1m高度落下，玻璃可保持完好。钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块l200mm×350mm×6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm的弯曲挠度，当外力撤除后，仍能恢复原状，而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。热稳定性好，在受急冷急热时，不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。这是因为钢化玻璃的压应力可抵销一部分因急冷急热产生的拉应力之故。钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。由于钢化玻璃具有较好的机械性能和热稳定性，所以在建筑工程、交通工具及其他领域内得到广泛的应用。平钢化玻璃常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等，曲面玻璃常用于汽车、火车及飞机等方面。使用时应注意的是钢化玻璃不能切割、磨削，边角不能碰击挤压，需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进加工定制。用于大面积的玻璃幕墙的玻璃在钢化上要给予控制，选择半钢化玻璃，即其应力不能过大，以避免受风荷载引起震动而自爆。根据所用的玻璃原片不同，可制成普通钢化玻璃、吸热钢化玻璃、彩色钢化玻璃、钢化中空玻璃等。

应力特征成为鉴别真假钢化玻璃的重要标志。目前，在业内鉴别钢化玻璃与普通玻璃主要靠听，也就是说用手敲击玻璃，如果玻璃发出清脆响声，则说明玻璃是钢化玻璃，反之则为普通玻璃

㈥ 玻璃化学钢化原理

化学钢化玻璃是将玻璃置于熔融的碱盐中，使玻璃表层中的离子与熔盐中的离子交换，由于交换后的体积变化，在玻璃的两表面形成压应力，内部形成张应力，从而达到提高玻璃强度的效果。化学钢化玻璃强度高、热稳定性好、表面不变形、可做适当切裁处理、无爆开现象。
化学钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。
二、化学钢化原理是什么

化学钢化玻璃是采用低温离子交换工艺制造的，所谓低温系是指交换温度不高于玻璃转变温度的范围内，是相对于高温离子交换工艺在转变温度以上，软化点以下的温度范围而言。低温离子交换工艺的简单原理是在400℃左右的碱盐溶液中，使玻璃表层中半径较小的离子与溶液中半径非常大的离子交换，比如玻璃中的锂离子与溶液中的钾或钠离子交换，玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用碱离子体积上的差别在玻璃表层形成嵌挤压应力。大离子挤嵌进玻璃表层的数量与表层压应力成正比，所以离子交换的数量与交换的表层高层度是增效果好果的关键指标。
离子交换钢化玻璃与物理钢化玻璃的应力分布不同，前者表面层的压应力厚度较小，与其平衡的内部拉应力不大，这是化学钢化玻璃的内部拉应力层达到破坏时也不像物理钢化玻璃那样碎成小片的原因。由于离子交换层较薄，所以化学钢化玻璃方法用于增强薄玻璃效果显著，对厚玻璃的增效果好果不甚明显，特别适合增强2～4mm厚的玻璃。

㈦ 钢化玻璃是怎样做成的

钢化玻璃分物理钢化和化学钢化两种
1、物理钢化：
玻璃原材是用石英砂在窑炉内熔化后通过锡槽拉伸加工而成的，就是俗称的浮法玻璃。浮法玻璃经过裁切、磨边、开槽、钻孔等加工工序后钢化，物理钢化一般加工比较厚一点的玻璃1.8mm以上的半钢化及全钢化，多用于建筑家俬及电视多媒体屏。物理钢化玻璃强度是普通玻璃的3-5倍。其工作原理是将加工成型的玻璃通过物理钢化炉加热至700摄氏度（玻璃厚度不同需要的温度时间也是不同的），再进行急冷通过分子重组使玻璃表面及内部形成张应力和压应力从而增加玻璃的强度。和金属沾钢类似
2、化学钢化：
化学钢化玻璃一般加工厚度在3mm以下，多用于手机平板电脑及一体机触控屏。其工作原理是将加工成型的玻璃放入熔融的钾盐中使熔盐中的金属离子和玻璃表面的钠离子交换，使玻璃表面形成应力层从而提高玻璃的强度，是通过离子交换来改变的。
以上仅供参考！

㈧ 玻璃是怎样钢化的

钢化的工艺是加热玻璃到一定温度，然后两面均匀、快速冷却。原理是：快速冷却时，表面玻璃冷却速度快，内部冷却速度慢，内部原子位置调整时间长，体积趋向缩小，因此就会对表面玻璃产生巨大的拉应力。如同将一串珠子中间的绳子拉紧一样。这样，在玻璃受力时，内部巨大的拉力会阻止表面微裂纹的扩大，达到提高玻璃实际强度的目的。
也正因为应力巨大，所以钢化玻璃在遭到破坏时，释放的应力会使玻璃爆裂成小块，而且不会产生尖锐的角。

㈨ 钢化玻璃的原理是什么

想知道钢化原理，就要先知道玻璃的特性。
玻璃的理论强度与硬度都很高，但实际表现出高硬度，低强度，非常易碎。这是因为玻璃的粘度极大，在冷却时其原子按照应力平衡位置排列的的速度极慢，远远赶不上冷却的速度。玻璃里面很容易产生极大的应力，所以超过2mm厚的玻璃如果不退火，消除应力，那么不用碰它，它自己就会碎裂。
所以玻璃之所以表现出低强度，就是因为上述特性使玻璃表面产生了大量的微裂纹，这些裂纹非常小，只有在电子显微镜下才能观察到。但正是这些微裂纹造成了玻璃的实际强度大大小于理论强度。如果在受力时能阻止微裂纹的扩大，就能提高玻璃的实际强度。

物理钢化的工艺是加热玻璃到一定温度，然后两面均匀、快速冷却。原理是：快速冷却时，表面玻璃冷却速度快，内部冷却速度慢，内部原子位置调整时间长，体积趋向缩小，因此就会对表面玻璃产生巨大的拉应力。如同将一串珠子中间的绳子拉紧一样。这样，在玻璃受力时，内部巨大的拉力会阻止表面微裂纹的扩大，达到提高玻璃实际强度的目的。
也正因为应力巨大，所以钢化玻璃在遭到破坏时，释放的应力会使玻璃爆裂成小块，而且不会产生尖锐的角。

㈩ 玻璃钢化炉的玻璃钢化炉的原理

玻璃钢化炉又名玻璃钢化设备，玻璃钢化机组，钢化炉，钢化设备，钢化机组等。
玻璃钢化炉是利用物理或化学方法，在玻璃表面形成压应力层、内部形成拉应力层；当玻璃受到外力作用时，压应力层可将部分拉应力抵消，避免玻璃破碎，从而达到提高玻璃强度的目的。不仅如此，玻璃表面的微裂纹在这种压应力下变得更加细微，也在一定程度上提高了玻璃的强度。
目前普遍采用的物理钢化法是将玻璃加热到软化点附（650℃左右），这时玻璃仍能保持原来的形状，但玻璃中粒子已有一定的迁移能力，进行结构调整，以使内部存在的应力很快消除，然后将玻璃钢化炉钢化玻璃进行吹风骤冷，当温度平衡后，玻璃表面产生了压应力，内层产生了张应力，即玻璃产生了一种均匀而有规律分布的内应力，提高了玻璃作为脆性材料的抗张强度，从而使玻璃抗弯曲和抗冲击强度得到提高。同时，由于玻璃内部均匀应力的存在，一旦玻璃局部受到超过其强度能承受的冲击发生破裂时，在内部应力的作用下自爆为小颗粒，提高了其安全性。因此，钢化玻璃亦可称为预应力玻璃或安全玻璃。
玻璃钢化炉在钢化的过程中，一般都会产生风斑和应力斑，风斑是在冷却过程中，由于受冷不均而导致玻璃应力不均而形成的，其在某种特殊角度下观察会看到玻璃表面呈明暗相间的条纹。应力斑也是因为应力不均造成的，比如在加热过程中，炉边部和中部存在温差而导致应力不均。应力斑目前还没有办法完全避免，但设计良好的钢化设备可以最大程度的减少应力斑的可见性。