玻璃物理强化和化学强化的原理及区别
玻璃化学强化介绍
化學強化玻璃的基本特性
化學強化玻璃存在應力鬆弛現象 化學強化玻璃隨時間易產生應力鬆弛,即隨著週遭環境及時
間的推移化學強化玻璃的機械強度會有一定程度的下降。
化學強化玻璃不存在著自爆的危險 一般玻璃原片經物理強化處理後會有自爆的危險,這也是物
理強化玻璃的一種特性。但是,化學強化玻璃不存在這一危險。
化學強化離子交換原理
玻璃化学强化介绍
目錄
1.前言 2.化學強化玻璃的基本特性 3.化學強化玻璃的基本原理 4.化學強化設備結構 5.化學強化製程介紹 6.化學強化特性說明
前言
本設備是用使用化學強化工藝加工玻璃的專用設備, 適合於現代電子電訊如手機面板玻璃、儀器儀錶面板玻 璃、數碼相機顯示幕、電子觸控式螢幕玻璃,飛機和高級 車船的風檔、高檔建築玻璃、儀錶玻璃、光學儀器玻璃 和家用電器面板超薄玻璃(如CLD、PDP、可視電話、掃描 器白板)等產品的鋼化,加工出的玻璃強度高、熱穩定性 好,表面不變形、可做適當切裁處理、無自爆現象,而且 不受熱源、造型限制、成品率高,適宜於薄壁、異型、大 面積玻璃製品強度的同時,絲毫不影響光學性能。具有其 他強化玻璃品種不可替代的應用特點。
玻璃化學強化原理是將玻璃置於熔融的熔鹽中,使玻璃表層半徑較小 的離子(Na)與熔鹽中半徑較大的離子(K+)交換,最終在玻璃的兩表面形 成壓應力層,在玻璃的內部形成張應力層,達到提高玻璃機械強度和抗 溫度衝擊性能的目的。
鉀離子
K+ K+
K+ K+
玻璃
K+ K+
Na Na
Na Na
鉀離子取代鈉離子
化學強化設備結構
化學強化爐結構說明
A區預熱/退 火槽
A區預熱/退 火槽閘門
玻璃的化学强化和物理钢化
玻璃的物理钢化法(一)来源:LandGlass浏览量:5553发布时间:2014-11-05 08:32:25物理钢化法的原理就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,物理钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。
物理钢化方法很多,按冷却介质来分,可分为:气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。
本文主要介绍气体介质钢化法与液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法气体介质钢化法,即风冷钢化法。
包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。
所谓风冷钢化法就就是将玻璃加热至接近玻璃的软化温度(650～700摄氏度),然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却,以增加玻璃的机械强度与热稳定性的生产方法。
加热玻璃的淬冷就是用物理钢化法生产钢化玻璃的一个重要环节,对玻璃淬冷的基本要求就是快速且均匀地冷却,从而获得均匀分布的应力,为得到均匀的冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生的碎玻璃并应尽量降低其噪音。
风冷钢化的优缺点:风冷钢化的优点就是成本较低,产量较大,具有较高的机械强度、耐热冲击性(最大安全工作温度可达287.78摄氏度)与较高的耐热梯度(能经受204.44摄氏度),而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片,可减轻对人体的伤害。
但就是对玻璃的厚度与形状有一定的要求(所钢化的玻璃最小厚度一般在3mm左右),而且冷却速度慢,能耗高,对于厚度小于3mm的薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形的问题,无法在光学质量要求较高的领域内应用。
适用范围:兰迪钢化炉属于气体介质钢化法,目前气体介质钢化技术应用广泛,多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业。
2、液体介质钢化法液体介质钢化法,即液冷法。
所谓液冷法就就是将玻璃加热到接近软化点后,放人盛满液体的急冷槽内进行钢化。
玻璃物理强化和化学强化的原理及区别
强化效果
物理强化
物理强化的效果主要取决于玻璃表面的应力分布和应力值的大小，可以提高玻璃 的抗机械应力和抗冲击性能，但不易提高其抗化学腐蚀能力。
化学强化
化学强化的效果主要取决于离子交换的程度和压应力层的厚度，可以显著提高玻 璃的抗机械应力和抗化学腐蚀能力，但不易提高其抗冲击性能。
应用领域
物理强化
适用于需要提高玻璃抗机械应力和抗 冲击性能的领域，如建筑、汽车、家 电等。
纳米增强材料
纳米增强材料能够显著提高玻璃的力学性能和热稳定性，是未来玻璃物理强化和化学强化的重要研究方向。
技术创新
ห้องสมุดไป่ตู้
新型强化工艺
随着对玻璃强化机理的深入理解，新型 强化工艺如离子注入、激光熔融、等离 子体处理等不断涌现，这些新工艺能够 进一步提高玻璃的强度和韧性。
VS
智能化强化技术
利用人工智能和机器学习技术，实现玻璃 强化过程的智能化控制，提高强化质量和 效率。
对其他行业的影响
建筑行业
强化玻璃在建筑领域的应用，如幕墙、隔断等，提高了建筑的安全 性和美观度，同时也为建筑设计提供了更多的选择和创意。
家居装饰行业
强化玻璃在家庭装修和家具制作中的应用，如餐桌、茶几等，不仅 增加了家居的美观度，还提高了家居的安全性和耐用性。
电子行业
强化玻璃在电子产品中的应用，如手机、平板电脑等，提高了产品的 质量和用户体验。
化学强化
适用于需要提高玻璃抗机械应力和抗 化学腐蚀能力的领域，如电子产品、 光学仪器、医疗器械等。
04
物理强化和化学强化的发展 趋势
新材料的应用
新型玻璃材料
随着科技的发展，新型玻璃材料如石英玻璃、硼酸盐玻璃、金属玻璃等不断涌现，这些材料具有更高的强度、耐 热性和耐腐蚀性，为物理和化学强化技术的发展提供了更多可能性。
玻璃的化学强化及应用
玻璃的化学强化以及应用翻译和整理：苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人：小林启二岸井贯横田良助川西宣男（1）前言我们通常使用的玻璃比较脆弱，也很容易坏掉。
它的抗折度数为几kg/mm2左右，直至破坏要延伸到10-3以下。
例如铁的抗折强度大约为70kg/mm2,它能延伸几个百分点，所以比起数十个百分点来，它没有优势。
玻璃之所以会破碎，也就是因为玻璃表面的裂缝周围张应力比较集中。
假设一块玻璃没有裂缝等缺陷，也不存在外力的作用，这时候就要考虑构成分子结合力的理论强度了。
比如石英玻璃的理论强度是1200kg/mm2左右。
对表面存在压应力的玻璃进行处理，要让外力引起的张力抵消掉原来的内应力的话，需要很高强度的玻璃。
像这样的处理方法叫做“风冷强化法（即物理强化）和化学强化法”风冷强化法使用于平板玻璃行业，产量很高。
化学强化玻璃是将玻璃浸泡在溶解盐中，出现了比玻璃表面离子半径更小的离子，化学强化玻璃比物理强化玻璃的强度大三倍以上，适用于复杂形状或者很薄的玻璃，强化之后形状不会发生变化。
并且强化之后的玻璃也可进行切割以及加工。
缺点就是强化处理的时间比较长，但如果处理一批数量比较多的产品的话，这个缺点也就不明显了。
这种化学强化玻璃特别适用于眼镜镜片，手表的表面玻璃等等。
（2）离子交换的强化基础2.1 由离子交换产生的压应力Kistler(金属陶瓷材料研究所的理学博士)发现通过离子交换使大的离子和玻璃内更小的离子交换时会产生压应力。
但是为了提高强度，表面的压应力层深度必须要达到30-50μm。
其扩散程度的大小依赖于玻璃的内部构成。
这时候，就开始着手对最适合于玻璃构成的强度进行研究。
2.2 离子交换及扩散应力的大小是和离子半径的差到预想的弹性论很接近。
如果看成是两种离子相交换，相互扩散系数看成D´D´=（D A D B/N A D A+N B D B）*（зlna A/зlnN a）公式1这个公式在玻璃中是存在的。
钢化玻璃(强化玻璃)强化原理及性能介绍
钢化玻璃(强化玻璃)强化原理及性能介绍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。
玻璃制品强化技术研究
玻璃制品强化技术研究玻璃是一种脆性材料，容易在受到外力的影响下破碎。
然而，有些场景下，我们需要的是更强大、更耐用的玻璃制品，如汽车、建筑和电子产品。
为了满足这些需求，科学家们研究出了多种玻璃强化技术。
下面我们就来了解一些常见的玻璃制品强化技术。
热强化技术热强化技术是一种最常用的玻璃强化技术。
这种技术通过将城市玻璃经过专门加工处理，是玻璃表面形成压缩应力，从而提高玻璃的强度。
这种技术的优点在于成本较低且工艺比较简单。
这种技术虽然能够提高玻璃的强度，但仍然难以满足极端情况下的使用需求。
化学强化技术化学强化技术是一种使用化学物质为玻璃制品进行表面强化的技术。
这种技术可以提高玻璃的强度、抗冲击性能和耐磨性能。
其优点在于可以生产出各种形状和大小的玻璃制品，并可适用于多种玻璃材料。
但是，化学强化技术依赖于特定原材料，特定条件和技术设备，成本较高。
钢化玻璃技术钢化玻璃技术是热处理过程的一种特殊形式。
这种技术通过对玻璃进行高温加热，再突然进行冷却，将玻璃表面形成压缩应力，从而提高了玻璃厚度4~6倍的强度。
作为一种广泛应用于汽车、电子产品和建筑业的技术，钢化技术已经被广泛认可。
饰面强化技术饰面强化技术将有机、无机或金属等复合材料应用于玻璃表面。
这种技术不仅提高了玻璃的实力和耐用性能，同时还赋予了玻璃新的色彩和质感。
浸渍式强化技术浸渍式强化技术使用化学物质将单晶(尤其是二氧化硅晶体)渗透到玻璃表面。
这种技术可以制造出均匀、高亮度、高耐用性的玻璃表面，并可缓解玻璃受到外界冲击时的破损问题。
综合使用多种强化技术饰面强化技术、钢化技术、化学强化技术和浸渍式强化技术等各种强化技术的应用各有优劣。
综合使用多种强化技术，则更可能达到所需强化效果和使用寿命。
结论虽然有多种玻璃强化技术在市场上广泛应用，但种类繁多的技术也会使客户选择更具挑战性。
因此，根据需求提出明确需求，在不同场景下，选择适当的强化技术仍然是最重要的。
随着科技的不断发展，我们相信玻璃强化技术也将不断提升其智能、耐用、更加环保。
玻璃的化学强化和物理钢化
玻璃的物理钢化法（一）来源：LandGlass 浏览量：5553 发布时间：2014-11-05 08:32:25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，物理钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。
物理钢化方法很多，按冷却介质来分，可分为：气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。
本文主要介绍气体介质钢化法和液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法气体介质钢化法，即风冷钢化法。
包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。
所谓风冷钢化法就是将玻璃加热至接近玻璃的软化温度(650～700摄氏度)，然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的生产方法。
加热玻璃的淬冷是用物理钢化法生产钢化玻璃的一个重要环节，对玻璃淬冷的基本要求是快速且均匀地冷却，从而获得均匀分布的应力，为得到均匀的冷却玻璃，就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生的碎玻璃并应尽量降低其噪音。
风冷钢化的优缺点：风冷钢化的优点是成本较低，产量较大，具有较高的机械强度、耐热冲击性(最大安全工作温度可达287．78摄氏度)和较高的耐热梯度(能经受204．44摄氏度)，而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外，在破碎时能形成小碎片，可减轻对人体的伤害。
但是对玻璃的厚度和形状有一定的要求(所钢化的玻璃最小厚度一般在3mm左右)，而且冷却速度慢，能耗高，对于厚度小于3mm的薄玻璃，钢化过程中还存在玻璃变形的问题，无法在光学质量要求较高的领域内应用。
适用范围：兰迪钢化炉属于气体介质钢化法，目前气体介质钢化技术应用广泛，多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业。
2、液体介质钢化法液体介质钢化法，即液冷法。
所谓液冷法就是将玻璃加热到接近软化点后，放人盛满液体的急冷槽内进行钢化。
玻璃的化学强化和物理钢化
玻璃得物理钢化法(一)来源:LａndGlａss浏览量：5553发布时间：20１４-11—0５08:32:25 物理钢化法得原理就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，使玻璃获得较高得强度。
一般来说冷却强度越高,则玻璃强度越大,物理钢化得玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上.物理钢化方法很多,按冷却介质来分，可分为：气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。
本文主要介绍气体介质钢化法与液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法气体介质钢化法，即风冷钢化法。
包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。
所谓风冷钢化法就就是将玻璃加热至接近玻璃得软化温度(650～７00摄氏度)，然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却，以增加玻璃得机械强度与热稳定性得生产方法。
加热玻璃得淬冷就是用物理钢化法生产钢化玻璃得一个重要环节，对玻璃淬冷得基本要求就是快速且均匀地冷却，从而获得均匀分布得应力，为得到均匀得冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生得碎玻璃并应尽量降低其噪音.风冷钢化得优缺点：风冷钢化得优点就是成本较低，产量较大,具有较高得机械强度、耐热冲击性（最大安全工作温度可达287。
78摄氏度)与较高得耐热梯度(能经受204。
４4摄氏度），而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片，可减轻对人体得伤害。
但就是对玻璃得厚度与形状有一定得要求（所钢化得玻璃最小厚度一般在3mｍ左右），而且冷却速度慢,能耗高，对于厚度小于３mm得薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形得问题，无法在光学质量要求较高得领域内应用。
适用范围:兰迪钢化炉属于气体介质钢化法,目前气体介质钢化技术应用广泛,多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业.2、液体介质钢化法液体介质钢化法,即液冷法.所谓液冷法就就是将玻璃加热到接近软化点后，放人盛满液体得急冷槽内进行钢化。
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物强后有波浪阴影，气泡多，
3
物强刮伤，压伤比较多 表面有点状，易有滚轮斑，翘曲度大。 较适用于工业级产品 破裂后颗粒状，见附图
4
表面品质
5
破裂状况
6
翘曲度 选择化学，物 理强化主要厂 家
小等于0.5MM
大于0.5MM 大于
7
富士康(用于DELL机种),广达
冠捷
物理和化学强化玻璃破碎后状态比较
物理全钢化 破碎后呈 颗粒状
玻璃物理强化和化学强化的原理及区别
2009-042009-04-06
物理钢化的原理: 物理钢化的原理: 物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它时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℃ 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，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。 化学钢化的原理: 化学钢化的原理: 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 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 ＋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 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。
物理强化和化学强化的对比表
序 号 顶 目 化学强化玻璃 物理强化玻璃
1
落球测试
227G钢球从1.5M自由落至中央一次不破
227G钢球从1.5M自由落至中央一次不 破
2
强化后表面品 质 刮 伤
目视表面光亮度均匀，无波浪阴影，气 泡少 化学强化无刮伤，压伤 表面品质OK，翘曲度小。适用于生产电 子级产品 破裂后片状，见附图
破碎后呈 长片状
化学强化
化学强