影响化学钢化玻璃强度的因素 ()
玻璃强度·
玻璃强度·玻璃强度是指玻璃材料能承受的最大外力或压力。
玻璃的强度与其成分、制造工艺、形状、表面状态、温度等因素有关。
由于玻璃具有脆性特点，其强度比金属等材料低得多。
因此，保证玻璃的强度和使用安全是玻璃制品生产和使用中必须注意的问题之一。
玻璃强度与成分有关。
玻璃是通过将各种化学元素混合熔融后快速冷却制成的。
由于不同的元素对熔融态和玻璃熔凝时的结构影响不同，因此导致了不同成分的玻璃强度差异。
例如，硼硅酸盐玻璃硬度高，强度大，抗热性好；碱镁铝硅酸盐玻璃则强度低，热稳定性差。
玻璃强度也与制造工艺有关。
玻璃加工过程中的快速冷却有利于提高玻璃强度，但也会产生内应力，进而影响玻璃的强度和使用寿命。
因此，为了保证玻璃的强度和稳定性，在制造过程中需要注意冷却速度、温度等因素的控制。
玻璃强度还与其形状有关。
玻璃强度随着其厚度的增加而增大，但是在厚度超过一定程度后，强度反而会下降。
这是因为在钢化过程中，当玻璃的厚度过大时，它的表面和内部的冷却速度差异增大，从而导致内部应力增加，形成裂纹聚集和扩展。
因此，在设计玻璃制品结构时，需要根据实际需要选择合适的厚度和形状。
玻璃强度还与表面状态有关。
制造过程中、运输中以及加工过程中玻璃表面可能存在缺陷和划痕。
这些表面缺陷会影响玻璃的强度和使用寿命。
因此，为了保证玻璃制品的强度和使用寿命，需要对玻璃表面进行钝化处理，消除表面缺陷和划痕。
玻璃强度还受温度影响。
温度升高时，玻璃强度会降低。
这是因为随着温度升高，玻璃的分子结构、密度和弹性模量等性质发生变化，导致其强度下降。
因此，在在使用过程中，需要注意玻璃所承受的温度范围，不能超出其承受温度范围，否则会导致玻璃形变、破损，甚至危及人身安全。
综上所述，玻璃强度是制造和使用玻璃制品时必须注意的一个问题。
在制造玻璃制品时，需要从成分、制造工艺、形状、表面状态等多个方面入手，控制玻璃的强度和稳定性；在使用和维护过程中，需要注意温度、荷载等因素。
化学钢化[讲解]
![化学钢化[讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/1cd4be05c381e53a580216fc700abb68a982adcf.png)
化学钢化一、化学钢化的分类：化学钢化的基本原理是用改变玻璃表面的组成来提高玻璃的强度，目前有表面脱碱；涂复热膨胀系数小的玻璃，碱金属离子交换等方法；碱金属离子交换可分为；高温型离子交换和低温型离子交换两类；二、离子交换化学钢化法；把玻璃侵在高温熔融盐中，玻璃中的碱离子与熔盐中的碱离子因相互扩散而发生离子交换，因在交换层产生压应力而使强度增大。
1、高温型离子交换法；在玻璃的软化点与转变点之间的温度区域内，把含Na2O或K2O的玻璃侵入锂的熔盐中，使玻璃中的Na+或与它们半径小的熔盐中的Li+相交换，然后冷却至室温，由于含Li+的表层与含Na+或K+内层膨胀系数不同，表面产生残余压力而强化，同时；玻璃中和含有AL203、TiO2等成分时，通过离子交换，能产生膨胀系数极低的p—锂霞石（LiO、AL2O3、2SiO2）结晶，冷却后的玻璃表面将产生很大的压力，可得到强度高达700MPa的玻璃，次法的实例如下；将Sio257%—60%、AL2o313．5%—23%、Na2o3．8%—11%、Li2o10%—13%（质量）玻璃在600—750℃下侵在Li+、Na+、Ag+的熔盐中，玻璃中的Na+被Ag+或Li+置换，产生双层交换层；外侧是p—锂霞石，内侧是偏硅酸锂结晶化玻璃层，能极大的增高强度。
2、低温型离子交换法在不高于玻璃转变点的温度区域内，将玻璃侵在含有比玻璃中碱离子半径大的碱离子熔盐中。
例如；用Li+置换Na+，或用Na+置换K+，然后冷却。
由于碱离子的体积差造成表面压应力层，提高了玻璃的强度。
虽然比高温型交换速度慢，但由于钢化中玻璃不变形而具有实用价值。
3、低温型离子交换法的工艺（1）工艺流程低温型离子交换法的工艺如下；原片检验—切裁—磨边—清洗干燥—低温预热—高温预热—离子交换—高温冷却—中温冷却—低温冷却—清洗干燥—检验—包装入库。
（2）工艺参数熔盐材料： KNO3（一般用化学纯）辅助添加剂： AI2O3粉、硅酸钾、硅藻土、其它盐浴池熔盐温度: 410～500℃交换时间：根据产品增强需要而定设计炉温：低温预热 200～300℃高温预热 350～450℃离子交换炉 410～500℃高温冷却炉 350～450℃中温冷却炉 200～300℃低温冷却炉 150～200℃（3）容器的选择对一定的熔盐，必须注意选择容器材料。
影响钢化玻璃质量的因素
影响钢化玻璃质量的因素钢化玻璃是一种通过热处理过程增强其强度和耐冲击性的玻璃，其应用范围广泛，例如汽车、建筑、家电等。
然而，钢化玻璃的质量与生产过程中许多因素有关。
下面将介绍影响钢化玻璃质量的一些因素。
温度控制钢化玻璃加工中的关键步骤是加热和冷却。
加热过程中的温度控制非常重要。
玻璃温度太低可能会导致玻璃表面发生渗透，玻璃强化不了，从而影响其性能。
如果温度太高，将会导致玻璃裂纹和变形，从而影响钢化玻璃的质量。
加热速度加热的速度也很重要，加热速度越快，钢化玻璃的质量就会越好。
但是，如果加热速度过快，会导致玻璃表面温度和内部温度之间有很大的差异，这将导致玻璃表面和基材之间产生拉伸力，从而影响玻璃的强度和性能。
冷却速度钢化玻璃的冷却速度也很重要，过快的冷却速度可能会导致玻璃出现内部应力，从而影响玻璃的形状和大小。
而过慢的冷却速度则会导致玻璃的物理性能下降。
预加压预加压是将玻璃表面弯曲，然后再进行加热和冷却的过程。
预加压可以帮助均匀分布玻璃表面的张力，从而降低整个钢化玻璃的应力。
这对于提高钢化玻璃的性能至关重要。
玻璃表面加工钢化玻璃的起始玻璃表面必须是清洁无损的。
任何磨损、划痕、污渍等都会导致钢化玻璃的质量下降。
制造钢化玻璃的厂商必须保证在生产过程中，表面无磨损和污渍。
玻璃厚度钢化玻璃的厚度必须在允许的范围内。
厚度过大会导致加工时间增加，从而导致生产成本增加；同时，由于钢化玻璃的强度受到厚度的影响，过厚的玻璃会影响强度的均匀性。
总结上述是影响钢化玻璃质量的一些因素，温度控制、加热速度、冷却速度、预加压、玻璃表面状态、玻璃厚度等都是生产中应该注意的关键因素。
在生产钢化玻璃时，厂商需要扎实的技术、高品质的工艺和严格的管理来确保钢化玻璃的质量。
钢化玻璃出现问题及解决方案
总结词
光学畸变是由于玻璃的透光性能不均匀造成的，需要进 行改善。
详细描述
可以使用物理或化学方法改善光学畸变。物理方法是通 过改变加热和冷却制度，使玻璃在热处理过程中受热和 冷却更加均匀，从而改善透光性能。化学方法则是使用 相应的化学药剂对玻璃表面进行腐蚀或抛光处理，使透 光性能更加均匀。
04
预防措施
安装问题
总结词
安装问题通常是由于安装过程中对玻 璃的扭曲、切割不当或安装后固定不 牢固等原因引起的。
详细描述
在安装钢化玻璃时，如果操作不当， 如扭曲、切割不当或固定不牢固，可 能会导致玻璃受力不均，从而在使用 过程中出现开裂、变形等问题。
使用环境影响
总结词
使用环境影响主要包括温度变化、紫 外线照射和化学物质侵蚀等因素，这 些因素可能加速钢化玻璃的老化，导 致其性能下降。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
运输与存储不当
总结词
运输与存储不当可能导致钢化玻璃在运输或存储过程中受到撞击、挤压或振动等外力作用，从而引发 开裂、破损等问题。
详细描述
在运输或存储钢化玻璃时，如果操作不当，使其受到撞击、挤压或振动等外力作用，可能会导致玻璃 内部产生应力，从而在使用过程中出现开裂、破损等问题。
03
解决方案
破裂问题解决方案
要点二
详细描述
可以使用高温处理、化学处理等方法消除气泡。高温处理 是将玻璃加热到高温，使气体在玻璃中充分溶解，然后进 行缓慢冷却，使气体在冷却过程中从玻璃中析出，最后进 行抛光处理。化学处理则是使用相应的化学药剂对玻璃进 行浸泡或涂覆，使气体在玻璃中溶解度降低，从而达到消 除气泡的效果。
光学畸变问题解决方案
钢化玻璃出现问题及 解决方案
钢化玻璃断裂强度
钢化玻璃断裂强度钢化玻璃是一种通过热处理或化学处理增强强度的玻璃。
它具有较高的断裂强度，能够承受较大的外力冲击而不易破裂。
钢化玻璃在建筑、汽车、家电等领域有广泛的应用，其断裂强度是评价其质量和性能的重要指标之一。
钢化玻璃的断裂强度主要受到以下几个因素的影响：1. 玻璃原料的选择：钢化玻璃的原料主要是普通玻璃，如硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等。
不同种类的玻璃具有不同的化学成分和物理性质，因此其断裂强度也会有所差异。
2. 热处理过程：钢化玻璃是通过加热玻璃到软化点以上，然后迅速冷却使其表面形成压缩应力，内部形成张力应力的方法来提高其强度。
热处理的工艺参数，如加热温度、冷却速度等，会直接影响钢化玻璃的断裂强度。
3. 表面处理：钢化玻璃的表面往往会进行一些处理，如砂磨、酸蚀等，以提高其表面质量和强度。
表面处理的方式和质量也会对断裂强度产生影响。
4. 玻璃的厚度和尺寸：钢化玻璃的断裂强度与其厚度和尺寸有关。
一般来说，相同材质的钢化玻璃，厚度越大，断裂强度越高。
5. 外力作用：钢化玻璃的断裂强度是指在外力作用下，玻璃发生破裂的最小应力。
外力的大小和方向都会对断裂强度产生影响。
例如，当外力作用于钢化玻璃的边缘时，断裂强度会较低；而当外力作用于玻璃的中央部位时，断裂强度会较高。
钢化玻璃的断裂强度是通过一系列实验测试得出的。
在实验中，研究人员会根据相关标准和规范，设计测试方案，并使用专用的测试设备来施加外力，以确定钢化玻璃的断裂强度。
测试结果往往会包括断裂强度的数值和其对应的断裂模式。
钢化玻璃的断裂模式一般有以下几种：弯曲断裂、剪切断裂、压碎断裂等。
弯曲断裂是指玻璃在外力作用下呈曲线状破裂；剪切断裂是指玻璃在外力作用下发生剪切破裂；压碎断裂是指玻璃在外力作用下迅速破裂成小碎片。
不同断裂模式的出现会受到玻璃的性质和外力作用方式的影响。
在实际应用中，钢化玻璃的断裂强度是保证其安全性能的重要指标之一。
建筑中使用的钢化玻璃，需要能够承受强风、地震等外力冲击；汽车中使用的钢化玻璃，需要能够承受车辆行驶中的冲击和振动；家电中使用的钢化玻璃，需要能够承受使用过程中的碰撞和压力。
物理气相沉积对化学钢化玻璃弯曲强度的影响
ｌ
物 理气相沉积对化 学钢化玻璃 弯 曲强度 的影 响
口张 文 杰 ，马 磊 ，王 兆祥 。
５８５ ） １０ ５ （． １玉林师范学 院 物理科学与技术工程学院 ，广西 玉林 ５ ７ ０ ：２ 华南理工大学材 料科 学与工 ３００ ． 程 学院，广东 广州 ５ ０４ ；３ 深圳市深新 隆实业 有限公司，广 东 深圳 １６ ０ ．
分 别 采 用烘 烤 ２ ０ Ｏ ℃真 空 电 阻加热 蒸 发 、烘 烤 ２ ０Ｃ离 子源 辅助 电子 枪加 热 蒸发 和 离子 源 辅助 电子枪 加 热 ０￣
蒸发三种方法镀制硫化锌薄膜，得到样品２镀膜过程的本底真空度为５０ ０ ａ ． ． ×１ Ｐ ，充氩气后真空度为２ ０ ． ×１ Ｐ ；沉积温度为３０Ｃ ０ ａ ０ ￣，沉积速率为０ ５ ｍ ｓ ． ／ ，薄膜 的厚度大约１ ｍ． ｎ ｇ 在离子源辅助 电子束加热蒸
特 别 是 具有 特殊 功 能 的镀 膜 （ 增透 、高 反射 、半 反 射等 功 能 ）钢 化玻 璃 在 电子器 件 （ 机 、 照 手
相 机 、Ｍ ３ Ｐ 、钟 表和 显示 器等 ）的观测 窗 口材料 中倍 受青 睐．
化 学钢 化 ， 是 玻 璃 中离 子 半 径 较 小 的碱 金 属 离 子 （ 与熔 盐 中离 子 半 径 较 大 的 碱 金 属 离 子 （ Ｎａ） Ｋ） 因相 互 扩 散 而 发 生 离 子 交 换 ， 使 玻 璃 表 面 层 密 度 增 加 ，在 玻 璃 表 面 产 生 压 应 力 ，从 而 使 玻 璃 强 度 提 ． 而 杂质 、缺 陷 以及 离 子 束轰 击 、温 度等 外 界 因素 都有 可 能影 响化 学钢 化 玻璃 的强度 ，给 实 际应 然 用 带来 了 巨大 的阻碍 ． 海 风等 人 利用 高 能 离子 束对 化 学钢 化玻 璃进 行 轰击 ：离 子 束轰 击 区与 周边 存在 王 个微 小 的 “ 台阶 ” ，经 离 子束 冲刷 后 ，化 学钢 化 玻璃 表面 硬度 提 高 ，而韧 性下 降 ． 物理 气 相沉 积蒸 发粒 子 轰击化 学 钢化 玻璃 基 片后凝 结 、成核 、长 大 、成膜 ，研 究物 理气 相沉 积对 化学 钢化 玻璃 基片 的弯 曲强 度 的影 响 ，至今 罕见 报 导 ，同时也 是工 业 生产 中需要 迫切 解 决的 问题．
化学钢化玻璃的原理及工艺流程
化学钢化玻璃的原理及工艺流程化学钢化玻璃主要以3mm厚度以下的玻璃为主，化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。
其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃，浸入到熔融状态的锂（Li＋）盐中，使玻璃表层的Na＋或K＋离子与Li＋离子发生交换，表面形成Li＋离子交换层，由于Li＋的膨胀系数小于Na＋、K＋离子，从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大，当冷却到常温后，玻璃便同样处于内层受拉，外层受压的状态，其效果类似于物理钢化玻璃。
化学钢化玻璃的工艺流程为：白片成品—QC检验—清洗处理—化学钢化---保温冷却—清洗干燥—包装。
由于钾钠离子交换速度较慢，要使玻璃具有大的应力值和符合使用要求的应力层厚度，交换时间需要1小时—8小时不等。
化学钢化玻璃的优点：化学钢化玻璃未经转变湿度以上的高温过程，所以不会像物理钢化玻璃那样存在翘曲，表面平整度与原片玻璃一样，同时在强度和耐温度变化有一定提高，并可适当作切裁处理。
化学钢化玻璃强度高，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，0.8kg的钢球从1.2m高度落下，玻璃可保持完好。
化学钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块1200mm×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，不易发生炸裂是化学钢化玻璃的又一特点。
这是因为化学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。
化学钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。
化学钢化玻璃适宜于在以下建筑场合使用：有减轻自重要求，同时对冲击强度，弯曲强度和耐冷热冲击有一定要求的场合，如农用温室的窗及顶棚，活动房屋的门窗玻璃等。
同物理钢化玻璃相似的是化学钢化玻璃的表层压应力使玻璃强度得以提高，区别在于物理钢化的原理是加热后淬冷，由非均匀收缩形成表面压应力，而化学钢化是通过离子交换形成玻璃的表面压应力。
厨具用钢化玻璃自爆原因及解决方法
厨具用钢化玻璃自爆原因及解决方法钢化玻璃自爆一直困扰着钢化玻璃生产厂家及选用钢化玻璃的厨具(灶具、吸油烟机等)生产厂家。
据不完全统计，目前我国大部分钢化玻璃生产厂家生产的钢化玻璃自爆率为0.3％～0.5％，个别厂家生产的钢化玻璃自爆率还要高。
1钢化玻璃特性及生产工艺①特性钢化玻璃具有抗弯强度高、抗冲击强度高、热稳定性好以及光洁、透明等特点。
钢化玻璃的抗弯强度是普通玻璃的3～5倍，抗冲击强度是普通玻璃的5～10倍。
钢化玻璃在遇超强冲击破坏时，碎片成分散细小颗粒状，无尖锐棱角，因此又称安全玻璃。
钢化玻璃耐骤冷骤热性能比普通玻璃高2～3倍，一般可承受l50℃以上的温差变化，有优异的防热炸裂性能。
②生产工艺钢化玻璃采用普通平板玻璃或浮法玻璃(称为玻璃原片)加工处理而成，普通平板玻璃要求选用特选品或一等品，浮法玻璃要求选用优等品或一级品。
目前，生产钢化玻璃的工艺有物理钢化法、化学钢化法。
物理钢化法是将玻璃在钢化炉内加热到低于软化温度，然后迅速送入冷却装置，用一定压力的常温气流进行淬冷。
玻璃外层首先收缩硬化，由于玻璃的热导率小，此时玻璃内部仍处于高温状态，待玻璃内部开始硬化时，已经硬化的外层将阻止内层的收缩，从而使得先硬化的外层产生压应力，后硬化的内层产生张应力。
正是由于玻璃表面的这种压应力的存在，当外力作用于该表面时，必须先抵消这部分压应力，这就大大提高了玻璃的机械强度。
常见的建筑幕墙玻璃及厨具上的钢化玻璃一般采用物理钢化法生产。
化学钢化法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。
2钢化玻璃自曝原因及解决方法钢化玻璃自爆主要由自身应力导致，采用物理钢化工艺生产的钢化玻璃表层存在压应力，内层存在张应力，使玻璃得以强化，任何打破应力平衡的因素均将导致钢化玻璃发生自爆。
导致钢化玻璃自爆的主要原因有：玻璃原片因素、加工因素、钢化玻璃面板结构设计不合理。
2．1玻璃原片因素由玻璃原片因素引起的钢化玻璃自爆可分为两种：一种是由玻璃原片中可见缺陷引起的自爆，例如砂粒等夹杂物、气泡、缺口、崩边、暗裂等；另一种是由玻璃原片中硫化镍(NiS)杂质膨胀引起的自爆。
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影响化学钢化玻璃强度的因素
1.什么是钢化玻璃
钢化玻璃又称强化玻璃，它是用物理或化学的方法，在玻璃表面形成一个应力层，当玻璃受到外力作用时，这个应力层可以抵消部分拉应力，从而避免玻璃碎裂，达到提高玻璃强度的目的。
2.化学钢化玻璃的方法
3.离子交换法原理
（1）高温型离子交换法
在玻璃的软化点与转变点之间的温度区域内，把含Na 2O 或K 2O 的玻璃侵入含Li 的熔盐中，使玻璃中的Na +或与它们半径小的熔盐中的Li +相交换，然后冷却至室温，由于含Li+的表层与含Na +或K +内层膨胀系数不同，表面产生残余压力而强化。
（2）低温型离子交换法
在不高于玻璃转变点温度区域内，将含有碱金属的硅酸盐玻璃，浸入到KNO3熔盐中，使玻璃表层的Na +离子与熔盐中的K +离子发生交换，由于K +离子半径比Na +离子，K +离子取代Na +
离子后，使玻璃表面“挤塞”膨胀，产生应力，使得玻璃强度增强。
表面脱碱法
涂覆热膨胀系数小的玻璃
化学钢化法碱金属离子交换法
高温型离子交换法
低温型离子交换法低温型离子交换法
高温型离子交换法
4.影响化学钢化玻璃强度的因素
（1）玻璃的成分
同普通钠钙硅酸盐玻璃相比，含Al203多的玻璃化学钢化后，有较强、较厚的压应力层。
Al203在离子交换中起加速作用，Al203的合适用量为1%～17%。
（2）玻璃表面的损伤
任何轻微的损伤，其表面的强度衰减都非常严重。
化学法增强玻璃过程时，应注意保护好玻璃表面和玻璃边部，使玻璃不受任何微小的损伤。
（3）离子交换的时间
时间太短，离子交换不足，玻璃强度小；时间太长，虽然可以使交换层厚度增加，但是存在应力松弛的现象，会使玻璃强度逐渐降低。
（4）离子交换的温度
应选择最佳的温度，温度过低，离子交换无法进行；温度过高，玻璃结构松弛，使得强度降低。
（5）熔盐的纯度
KNO3熔盐纯度越高，则化学钢化玻璃的强度越好，如熔盐中存在Ca2+、Li+时，由于Ca2+、Li+半径小于K+，Ca2+、Li+替代K+交换了玻璃表面的Na+后，使表面强度降低。
（6）熔盐中添加剂的影响
KNO3熔盐中加入KOH、K2CO3，可以促进离子交换，提高玻璃的强度。
O H--易与玻璃表面的Na+亲和，加速K+向玻璃中扩散，但KOH的加入量小于1%为宜；2%左右的K2CO3与熔盐中的杂质离子反应形成沉淀，消除杂质离子的不利影响。
表1KNO3熔盐中加入KOH前后对化学钢化玻璃强度的影响
熔盐组成处理温度/℃处理时间/min应力层厚度/m抗弯强度/MPa KNO349018040.5199.4
KNO3+KOH4901530199.4
KNO3+KOH4902552300.2
（7）外加电场、超声波、机械振动
外加电场、超声波、机械振动可以加速离子交换速度，提高化学钢化玻璃的强度。
注：上述资料均来自于文献。
参考文献：《影响化学钢化玻璃质量的因素分析》作者—王立详。