彩色玻璃钢化的工艺及其原理

1. 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。

2. 钢化玻璃的制造原理

热钢化原理通过加入，然后通过介质急速冷却,内层和表层产生了巨大的温差，形成温度阶梯。由此产生的应力由于玻璃还处于粘滞流动状态而被松弛。

当玻璃的温度梯度逐渐消失,原松弛的应力逐步转为永久应造成了玻璃表面有一层均匀分布的压应力层。当退火玻璃受载弯曲时,受力面为压应力。当钢化玻璃受载弯曲，退火玻璃强度低于钢化玻璃。同理，当钢化玻璃骤冷时，表面产生的张应力与钢化玻璃表面原先存在的压应力相抵偿,因而钢化玻璃的热稳定性大大提高。

钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力，板芯层处于张应力，在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中央是抛物线的顶点，即张应力最大处；两侧接近玻璃两表面处是压应力；零应力面大约位于厚度的1/3处。

通过分析钢化急冷的物理过程，可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系，即张应力是压应力的1/2～1/3。国内厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右，实际情况可能更高一些。钢化玻璃自身的张应力约为32MPa～46MPa，玻璃的抗张强度是59MPa～62MPa，只要硫化镍膨胀产生的张力在30MPa，则足以引发自爆。若降低其表面应力，相应地会降低钢化玻璃本身自有的张应力，从而有助于减少自爆的发生。

(2)彩色玻璃钢化的工艺及其原理扩展阅读：

钢化玻璃的缺点：

1 .钢化后的玻璃不能再进行切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。

2 .钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。

3 .钢化玻璃的表面会存在凹凸不平的现象（风斑），有轻微的厚度变薄。变薄的原因是因为玻璃在热熔软化后，在经过强风力使其快速冷却，使其玻璃内部晶体间隙变小，压力变大，所以玻璃在钢化后要比在钢化前要薄。一般情况下4~6mm玻璃在钢化后变薄0.2~0.8mm，8~20mm玻璃在钢化后变薄0.9~1.8mm。具体程度要根据设备来决定，这也是钢化玻璃不能做镜面的原因。

4.通过钢化炉（物理钢化）后的建筑用的平板玻璃，一般都会有变形，变形程度由设备与技术人员工艺决定。在一定程度上，影响了装饰效果（特殊需要除外）。

3. 钢化玻璃应用了什么原理

1、原理：钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度,通卜芦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，寒隐弊返暑性，冲击性等。

2、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灶饥提高，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”。

4. 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。

5. 炫彩玻璃的原理是什么

彩色玻璃由透明玻璃粉碎后用慧搏特殊工艺染色制成的一种玻璃。彩色玻璃在古代就已经存在，用彩色玻璃磨成小块，可以用来作画。

彩色玻璃还可以铺路，铺成的彩色防滑减速路面的耐久性能大为提高，而且色彩艳丽程度高前念祥于使用花岗岩或石英砂作为骨料的传统彩色防滑路面。

中文名
彩色玻璃
外文名
colour glass
兴起时间
10世纪
类型
艺术物品
用途
制造灯罩、花瓶等装饰品
发展前景
彩色玻璃取而代之的是北京蒂世家彩色艺术玻璃使用透视法和珐琅色彩绘制的现高迹实主义布景。20世纪建筑师设计出了玻璃幕墙，同时画家们开始使用纯粹的颜色和抽象的窗体，艺术在文艺复兴时期日渐衰落。鲜艳的半透明色及二维图案不再是主流，这些带来了彩色玻璃窗的复活。20世纪有许多艺术家为宗教和世俗建筑设计窗户，其中包括亨利·马蒂斯和马克·夏加尔。[1]
新型材料
离心玻璃棉
离心玻璃棉是将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化并喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理，可制成具有多种用途的系列产品。它具有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小等诸多优点，是目前公认性能最优越的保温、隔热、吸音材料。用该材料制成的板、毡、管已大量用于建筑、化工、电子等领域，效果十分显著。
由于离心玻璃棉质地柔软、纤维微细，施工中不会刺激皮肤，因而深受施工单位欢迎，成为保温隔热的首选产品。

6. 钢化玻璃的制作工艺流程

玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分别介绍如下：

1． 配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。

2． 熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。

3． 成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类——

A． 人工成形。又有——

（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球等。

（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。

（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。

（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。

B． 机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有——

（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。

（2）浇铸法，生产光学玻璃。

（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。

（4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。

4． 退火。玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂。

(6)彩色玻璃钢化的工艺及其原理扩展阅读：

注意：

为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。

它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。 普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。

7. 钢化玻璃是怎样制作的

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。
钢化玻璃的主要优点有两条，第一是强度较之普通玻璃提高 数倍，抗弯强度是普通玻璃的3~5倍，抗冲击强度是普通玻璃5~10倍，提高强度的同时亦提高了安全性。使用安全是钢化玻璃 第二个主要优点，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受150LC以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。

生产钢化玻璃工艺有两种：一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工艺条件下，经淬火法或风冷淬火法加工处理而成。另一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃通过离子交换方法，将玻璃表面成分改变，使玻璃表面形成一层压应力层加工处理而成。
钢化玻璃具有抗冲击强度高(比普通平板玻璃高4～5倍)、抗弯强度大(比普通平板玻璃高5倍)、热稳定性好以及光洁、透明、等特点。在遇超强冲击破坏时，碎片呈分散细小颗粒状，无尖锐棱角，故又称安全玻璃。
钢化玻璃按形状分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。平面钢化玻璃厚度有4、5、6、8、10、12、15、19mm八种；曲面钢化玻璃厚度也有4、5、6、8、10、12、15、19mm八种。但曲面(即弯钢化)钢化玻璃对每种厚度都有个最大的弧度限制。即平常所说的R R为半径.
钢化玻璃按其外观分为：平钢化 ，弯钢化 。
钢化玻璃碎片视各厚度不同而不同。

钢化玻璃的缺点：1.钢化后的玻璃不能再进行切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理， 2.钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃存在自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。

由于钢化玻璃破碎后，碎片会破成均匀的小颗粒并且没有普遍玻璃刀状的尖角，从而被称为安全玻璃而广泛用于汽车、室内装饰之中。
家居中，一般普通玻璃破碎后锋利的刀状尖角很容易割伤小孩或者撞击者，造成对人身的伤害。玻璃破碎后是变成小颗粒还是刀状这是钢化玻璃与普通玻璃最主要区别方式。但在工程检验中，动不动采用这种破坏性的检验无疑是不现实的。

那么怎么能知道自己买的究竟是不是钢化玻璃呢？
这还得从钢化玻璃制造原理来分析，钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却而得到。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，使玻璃的性能得以大幅度提高，抗拉度是后者的3倍以上，抗冲击力是后者的5倍以上。
也正是这个特点，应力特征成为鉴别真假钢化玻璃的重要标志，那就是钢化玻璃可以透过偏振光片在玻璃的边部看到彩色条纹，而在玻璃的面层观察，可以看到黑白相间的斑点。偏振光片可以在照相机镜头或者眼镜中找到，观察时注

8. 彩色玻璃是怎样做成的

一：要对原料进行预加工处理，把原料粉碎掉，干燥之后进行相关的处理;然后把玻璃的辅助材料进行一下高温出来，使他们变得均匀;接着把玻璃制成型，把液态的玻璃制成有形状的成品;最后再进行一下热处理，除掉玻璃内部的一些晶化应力等情况。
这些就是玻璃的生产工艺，以及它的相关信息。现在我们可以看到有很多的彩色玻璃、彩绘玻璃、镶嵌玻璃的出现，玻璃的技术得到了很大的提高。
彩色玻璃是由于溶解在玻璃中的过度金属离子或者是稀土金属离子的电子跃迁而引起的光吸收而产生的，在玻璃溶液中加入了混合的颜料或者是将颜料烘焙到玻璃表面后，就可以形成彩色玻璃了。
二：彩色玻璃在远古时代就已经有了，来源可能是近东，彩色玻璃是一种艺术，兴起于10世纪，现在保存的最完整的，并且时代最久远的彩色玻璃可以追溯到12世纪早期，它是德国奥格斯堡大教堂的窗户，上面画有先知图。
早期的窗户上都是画的简单的人物肖像，一般颜色都是比较鲜艳，在12世纪时，窗户变大之后，引入了叙事的图像，在14世纪后期，让·卡辛创造了银染的玻璃画，颜色的选择种类变得更多了。
三：彩色玻璃在文艺复兴时日渐衰弱了，以往颜色鲜艳的半透明色和二维图案已经不再流行，透视法和珐琅色彩绘制的现实主义布景取代了彩色玻璃艺术。但是，在20世纪，建筑师们设计了玻璃幕墙，这让彩色玻璃窗重新崛起了。

9. 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。