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钢化玻璃及其原理

来源:玻璃产业网   时间:2013-04-11   阅读量:528

  钢化玻璃是一种预应力玻璃,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。

  钢化玻璃特点:

  钢化玻璃是将优质的浮法玻璃加热接近软化点时,在玻璃表面急速冷却,使压缩应力分布在玻璃表面,而张引应力则在中心层.因为有强大相等的压缩应力,使外压所产生的张引应力被玻璃强大的压缩应力所抵消,从而增加玻璃的安全度。

  1.强度提高:钢化后玻璃的机械强度、抗冲击性、抗弯强度能够达到普通玻璃的4—5倍。

  2.热稳定性提高:钢化玻璃可以承受巨大的温差而不会破损,抗拒变温差能力是同等厚度普通浮法玻璃的3倍。

  3.安全性提高:钢化玻璃受强力破损后,迅速呈现微小钝角颗粒,从而最大限度地保证人身安全。

  钢化玻璃的主要优点

  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

  第二是使用安全,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。

  钢化玻璃的缺点

  第一是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。

  第二是钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。

  第三是钢化玻璃的表面会存在凹凸不平现象,有轻微的厚度变薄。因此钢化玻璃不能做镜面。

  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。

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关键字: 钢化玻璃

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