彩色玻璃鋼化的工藝及其原理

1. 玻璃化學鋼化原理

化學鋼化玻璃是將玻璃置於熔融的鹼鹽中，使玻璃表層中的離子與熔鹽中的離子交換，由於交換後的體積變化，在玻璃的兩表面形成壓應力，內部形成張應力，從而達到提高玻璃強度的效果。化學鋼化玻璃強度高、熱穩定性好、表面不變形、可做適當切裁處理、無爆開現象。
化學鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。
二、化學鋼化原理是什麼

化學鋼化玻璃是採用低溫離子交換工藝製造的，所謂低溫系是指交換溫度不高於玻璃轉變溫度的范圍內，是相對於高溫離子交換工藝在轉變溫度以上，軟化點以下的溫度范圍而言。低溫離子交換工藝的簡單原理是在400℃左右的鹼鹽溶液中，使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑非常大的離子交換，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，利用鹼離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應力。大離子擠嵌進玻璃表層的數量與表層壓應力成正比，所以離子交換的數量與交換的表層高層度是增效果好果的關鍵指標。
離子交換鋼化玻璃與物理鋼化玻璃的應力分布不同，前者表面層的壓應力厚度較小，與其平衡的內部拉應力不大，這是化學鋼化玻璃的內部拉應力層達到破壞時也不像物理鋼化玻璃那樣碎成小片的原因。由於離子交換層較薄，所以化學鋼化玻璃方法用於增強薄玻璃效果顯著，對厚玻璃的增效果好果不甚明顯，特別適合增強2～4mm厚的玻璃。

2. 鋼化玻璃的製造原理

熱鋼化原理通過加入，然後通過介質急速冷卻,內層和表層產生了巨大的溫差，形成溫度階梯。由此產生的應力由於玻璃還處於粘滯流動狀態而被鬆弛。

當玻璃的溫度梯度逐漸消失,原鬆弛的應力逐步轉為永久應造成了玻璃表面有一層均勻分布的壓應力層。當退火玻璃受載彎曲時,受力面為壓應力。當鋼化玻璃受載彎曲，退火玻璃強度低於鋼化玻璃。同理，當鋼化玻璃驟冷時，表面產生的張應力與鋼化玻璃表面原先存在的壓應力相抵償,因而鋼化玻璃的熱穩定性大大提高。

鋼化玻璃中應力的分布是鋼化玻璃的兩個表面為壓應力，板芯層處於張應力，在玻璃厚度上應力分布類似拋物線。玻璃厚度的中央是拋物線的頂點，即張應力最大處；兩側接近玻璃兩表面處是壓應力；零應力面大約位於厚度的1/3處。

通過分析鋼化急冷的物理過程，可知鋼化玻璃表面張力和內部的最大張應力在數值上有粗略的比例關系，即張應力是壓應力的1/2～1/3。國內廠家一般將鋼化玻璃表面張力設定在100MPa左右，實際情況可能更高一些。鋼化玻璃自身的張應力約為32MPa～46MPa，玻璃的抗張強度是59MPa～62MPa，只要硫化鎳膨脹產生的張力在30MPa，則足以引發自爆。若降低其表面應力，相應地會降低鋼化玻璃本身自有的張應力，從而有助於減少自爆的發生。

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鋼化玻璃的缺點：

1 .鋼化後的玻璃不能再進行切割，和加工，只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要的形狀，再進行鋼化處理。

2 .鋼化玻璃強度雖然比普通玻璃強，但是鋼化玻璃有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。

3 .鋼化玻璃的表面會存在凹凸不平的現象（風斑），有輕微的厚度變薄。變薄的原因是因為玻璃在熱熔軟化後，在經過強風力使其快速冷卻，使其玻璃內部晶體間隙變小，壓力變大，所以玻璃在鋼化後要比在鋼化前要薄。一般情況下4~6mm玻璃在鋼化後變薄0.2~0.8mm，8~20mm玻璃在鋼化後變薄0.9~1.8mm。具體程度要根據設備來決定，這也是鋼化玻璃不能做鏡面的原因。

4.通過鋼化爐（物理鋼化）後的建築用的平板玻璃，一般都會有變形，變形程度由設備與技術人員工藝決定。在一定程度上，影響了裝飾效果（特殊需要除外）。

3. 鋼化玻璃應用了什麼原理

1、原理：鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度,通卜蘆常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒隱弊返暑性，沖擊性等。

2、鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然後加熱到接近軟化點的700度左右，再進行快速均勻的冷卻而得到的（通常5-6MM的玻璃在700度高溫下加熱240秒左右，降溫150秒左右。8-10MM玻璃在700度高溫下加熱500秒左右，降溫300秒左右。總之，根據玻璃厚度不同，選擇加熱降溫的時間也不同）。鋼化處理後玻璃表面形成均勻壓應力，而內部則形成張應力，使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以灶飢提高，其強度約是普通退火玻璃的四倍以上。已鋼化處理好的鋼化玻璃，不能再作任何切割、磨削等加工或受破損，否則就會因破壞均勻壓應力平衡而「粉身碎骨」。

4. 製造鋼化玻璃的原理

工藝過程： 鋼化玻璃是將玻璃加熱到接近軟化化溫度（這時處於粘性流動狀態）——這個溫度范圍我們稱為鋼化溫度范圍（620℃—640℃）， 保溫一定時間，然後驟冷而成的，下面簡單敘述鋼化玻璃在加熱和驟冷過程中的溫度變化及應力形成過程。

5. 炫彩玻璃的原理是什麼

彩色玻璃由透明玻璃粉碎後用慧搏特殊工藝染色製成的一種玻璃。彩色玻璃在古代就已經存在，用彩色玻璃磨成小塊，可以用來作畫。

彩色玻璃還可以鋪路，鋪成的彩色防滑減速路面的耐久性能大為提高，而且色彩艷麗程度高前念祥於使用花崗岩或石英砂作為骨料的傳統彩色防滑路面。

中文名
彩色玻璃
外文名
colour glass
興起時間
10世紀
類型
藝術物品
用途
製造燈罩、花瓶等裝飾品
發展前景
彩色玻璃取而代之的是北京蒂世家彩色藝術玻璃使用透視法和琺琅色彩繪制的現高跡實主義布景。20世紀建築師設計出了玻璃幕牆，同時畫家們開始使用純粹的顏色和抽象的窗體，藝術在文藝復興時期日漸衰落。鮮艷的半透明色及二維圖案不再是主流，這些帶來了彩色玻璃窗的復活。20世紀有許多藝術家為宗教和世俗建築設計窗戶，其中包括亨利·馬蒂斯和馬克·夏加爾。[1]
新型材料
離心玻璃棉
離心玻璃棉是將處於熔融狀態的玻璃用離心噴吹法工藝進行纖維化並噴塗熱固性樹脂製成的絲狀材料，再經過熱固化深加工處理，可製成具有多種用途的系列產品。它具有阻燃、無毒、耐腐蝕、容重小等諸多優點，是目前公認性能最優越的保溫、隔熱、吸音材料。用該材料製成的板、氈、管已大量用於建築、化工、電子等領域，效果十分顯著。
由於離心玻璃棉質地柔軟、纖維微細，施工中不會刺激皮膚，因而深受施工單位歡迎，成為保溫隔熱的首選產品。

6. 鋼化玻璃的製作工藝流程

玻璃的生產工藝包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分別介紹如下：

1． 配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量後在一混料機內混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純鹼、硼酸等。

2． 熔制，將配好的原料經過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個很復雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔制在熔窯內進行。熔窯主要有兩種類型：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內，在坩堝外面加熱。

3． 成形，是將熔制好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體製品。成形必須在一定溫度范圍內才能進行，這是一個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態轉變為可塑態，再轉變成脆性固態。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類——

A． 人工成形。又有——

（1）吹制，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球等。

（2）拉制，在吹成小泡後，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來製造玻璃管或棒。

（3）壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。

（4）自由成形，挑料後用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接製成工藝品。

B． 機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹制、拉制外，還有——

（1）壓延法，用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。

（2）澆鑄法，生產光學玻璃。

（3）離心澆鑄法，用於製造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中，由於離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉繼續進行直到玻璃硬化為止。

（4）燒結法，用於生產泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料。

4． 退火。玻璃在成形過成中經受了激烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應力。這種熱應力會降低玻璃製品的強度和熱穩定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以後的存放、運輸和使用過程中自行破裂。

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注意：

為了消除冷爆現象，玻璃製品在成形後必須進行退火。退火就是在某一溫度范圍內保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。

玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純鹼等)為主要原料，另外加入少量輔助原料製成的。

它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。 普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規則結構的非晶態固體。

7. 鋼化玻璃是怎樣製作的

鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃,
為提高玻璃的強度,通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。
鋼化玻璃的主要優點有兩條，第一是強度較之普通玻璃提高 數倍，抗彎強度是普通玻璃的3~5倍，抗沖擊強度是普通玻璃5~10倍，提高強度的同時亦提高了安全性。使用安全是鋼化玻璃 第二個主要優點，其承載能力增大改善了易碎性質，即使鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片，對人體的傷害極大地降低了. 鋼化玻璃的耐急冷急熱性質較之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受150LC以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。

生產鋼化玻璃工藝有兩種：一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工藝條件下，經淬火法或風冷淬火法加工處理而成。另一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃通過離子交換方法，將玻璃表面成分改變，使玻璃表面形成一層壓應力層加工處理而成。
鋼化玻璃具有抗沖擊強度高(比普通平板玻璃高4～5倍)、抗彎強度大(比普通平板玻璃高5倍)、熱穩定性好以及光潔、透明、等特點。在遇超強沖擊破壞時，碎片呈分散細小顆粒狀，無尖銳稜角，故又稱安全玻璃。
鋼化玻璃按形狀分為平面鋼化玻璃和曲面鋼化玻璃。平面鋼化玻璃厚度有4、5、6、8、10、12、15、19mm八種；曲面鋼化玻璃厚度也有4、5、6、8、10、12、15、19mm八種。但曲面(即彎鋼化)鋼化玻璃對每種厚度都有個最大的弧度限制。即平常所說的R R為半徑.
鋼化玻璃按其外觀分為：平鋼化 ，彎鋼化 。
鋼化玻璃碎片視各厚度不同而不同。

鋼化玻璃的缺點：1.鋼化後的玻璃不能再進行切割，和加工，只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要的形狀，再進行鋼化處理， 2.鋼化玻璃強度雖然比普通玻璃強，但是鋼化玻璃存在自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。

由於鋼化玻璃破碎後，碎片會破成均勻的小顆粒並且沒有普遍玻璃刀狀的尖角，從而被稱為安全玻璃而廣泛用於汽車、室內裝飾之中。
家居中，一般普通玻璃破碎後鋒利的刀狀尖角很容易割傷小孩或者撞擊者，造成對人身的傷害。玻璃破碎後是變成小顆粒還是刀狀這是鋼化玻璃與普通玻璃最主要區別方式。但在工程檢驗中，動不動採用這種破壞性的檢驗無疑是不現實的。

那麼怎麼能知道自己買的究竟是不是鋼化玻璃呢？
這還得從鋼化玻璃製造原理來分析，鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然後加熱到接近的軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到。鋼化處理後玻璃表面形成均勻壓應力，而內部則形成張應力，使玻璃的性能得以大幅度提高，抗拉度是後者的3倍以上，抗沖擊力是後者的5倍以上。
也正是這個特點，應力特徵成為鑒別真假鋼化玻璃的重要標志，那就是鋼化玻璃可以透過偏振光片在玻璃的邊部看到彩色條紋，而在玻璃的面層觀察，可以看到黑白相間的斑點。偏振光片可以在照相機鏡頭或者眼鏡中找到，觀察時注

8. 彩色玻璃是怎樣做成的

一：要對原料進行預加工處理，把原料粉碎掉，乾燥之後進行相關的處理;然後把玻璃的輔助材料進行一下高溫出來，使他們變得均勻;接著把玻璃製成型，把液態的玻璃製成有形狀的成品;最後再進行一下熱處理，除掉玻璃內部的一些晶化應力等情況。
這些就是玻璃的生產工藝，以及它的相關信息。現在我們可以看到有很多的彩色玻璃、彩繪玻璃、鑲嵌玻璃的出現，玻璃的技術得到了很大的提高。
彩色玻璃是由於溶解在玻璃中的過度金屬離子或者是稀土金屬離子的電子躍遷而引起的光吸收而產生的，在玻璃溶液中加入了混合的顏料或者是將顏料烘焙到玻璃表面後，就可以形成彩色玻璃了。
二：彩色玻璃在遠古時代就已經有了，來源可能是近東，彩色玻璃是一種藝術，興起於10世紀，現在保存的最完整的，並且時代最久遠的彩色玻璃可以追溯到12世紀早期，它是德國奧格斯堡大教堂的窗戶，上面畫有先知圖。
早期的窗戶上都是畫的簡單的人物肖像，一般顏色都是比較鮮艷，在12世紀時，窗戶變大之後，引入了敘事的圖像，在14世紀後期，讓·卡辛創造了銀染的玻璃畫，顏色的選擇種類變得更多了。
三：彩色玻璃在文藝復興時日漸衰弱了，以往顏色鮮艷的半透明色和二維圖案已經不再流行，透視法和琺琅色彩繪制的現實主義布景取代了彩色玻璃藝術。但是，在20世紀，建築師們設計了玻璃幕牆，這讓彩色玻璃窗重新崛起了。

9. 鋼化玻璃的原理是什麼

想知道鋼化原理，就要先知道玻璃的特性。
玻璃的理論強度與硬度都很高，但實際表現出高硬度，低強度，非常易碎。這是因為玻璃的粘度極大，在冷卻時其原子按照應力平衡位置排列的的速度極慢，遠遠趕不上冷卻的速度。玻璃裡面很容易產生極大的應力，所以超過2mm厚的玻璃如果不退火，消除應力，那麼不用碰它，它自己就會碎裂。
所以玻璃之所以表現出低強度，就是因為上述特性使玻璃表面產生了大量的微裂紋，這些裂紋非常小，只有在電子顯微鏡下才能觀察到。但正是這些微裂紋造成了玻璃的實際強度大大小於理論強度。如果在受力時能阻止微裂紋的擴大，就能提高玻璃的實際強度。

物理鋼化的工藝是加熱玻璃到一定溫度，然後兩面均勻、快速冷卻。原理是：快速冷卻時，表面玻璃冷卻速度快，內部冷卻速度慢，內部原子位置調整時間長，體積趨向縮小，因此就會對表面玻璃產生巨大的拉應力。如同將一串珠子中間的繩子拉緊一樣。這樣，在玻璃受力時，內部巨大的拉力會阻止表面微裂紋的擴大，達到提高玻璃實際強度的目的。
也正因為應力巨大，所以鋼化玻璃在遭到破壞時，釋放的應力會使玻璃爆裂成小塊，而且不會產生尖銳的角。