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詳解鋼化玻璃的定義

發(fā)布日期:2013-07-04

  玻璃是脆性材料,具有抗拉性能差、抗壓性能好的特點(diǎn)。玻璃的理論強(qiáng)度很高,但在實(shí)際生產(chǎn)中,玻璃成型過(guò)程中是靠與金屬輥道接觸摩擦帶動(dòng)前進(jìn)的,玻璃在似軟非軟的情況下與金屬輥上的小雜質(zhì)摩擦使表面產(chǎn)生大量微裂紋和裂紋,這些微裂紋和裂紋在玻璃受到拉伸時(shí),導(dǎo)致裂紋端產(chǎn)生應(yīng)力集中,性能下降,玻璃的強(qiáng)度在40—60MPa以下,而無(wú)損傷的玻璃表面理論應(yīng)力可達(dá)到10000MPa以上,兩者相差100—200倍之多。    

    所以,當(dāng)玻璃使用在建筑物上,一旦遇到震風(fēng),沖擊玻璃受力變形,被拉伸的部分應(yīng)力超過(guò)玻璃自身的抗拉應(yīng)力值時(shí),馬上破碎,破碎的形式為長(zhǎng)形刀狀,沖擊點(diǎn)附近呈尖角狀態(tài)容易傷及人身。因此,長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家致力于研究減少裂紋的方法和探索玻璃增強(qiáng)的技術(shù),目的是恢復(fù)玻璃的原有強(qiáng)度。    

    迄今為止,人們主要通過(guò)兩種途徑來(lái)提高玻璃的強(qiáng)度。靠前種是清理和改善表面裂紋等缺點(diǎn),或保護(hù)玻璃表面使之不遭受進(jìn)一步的破壞,方法有表面化學(xué)腐蝕法、表面火焰拋光法、表面涂層法等;第二種是在玻璃表面造成壓應(yīng)力層,使它增加一個(gè)預(yù)應(yīng)力來(lái)提高玻璃總的抗拉伸應(yīng)力,方法有快速風(fēng)冷鋼化法、化學(xué)增強(qiáng)法及表面結(jié)晶法等。其中,只有物理鋼化方法使玻璃具有安全性能。    

    物理鋼化法之所以能使玻璃具有安全性能,是因?yàn)椴AЫ?jīng)過(guò)物理鋼化之后,即玻璃在加熱爐內(nèi)加熱到軟化點(diǎn)附近,然后在冷卻設(shè)備中用空氣等冷卻介質(zhì)迅速冷卻,在其表面形成壓應(yīng)力,內(nèi)部形成張應(yīng)力,提高了玻璃表面的抗拉伸性能。玻璃的強(qiáng)度提高了3—5倍。    

    鋼化玻璃經(jīng)過(guò)熱處理之后內(nèi)部的內(nèi)能急劇提高,表面壓應(yīng)力由內(nèi)部的張應(yīng)力平衡,當(dāng)沖擊能量超過(guò)內(nèi)能時(shí),玻璃在表面開(kāi)始破裂并延伸至內(nèi)部,在內(nèi)能的作用下,玻璃被撕裂成小碎塊,碎片的大小和數(shù)量與內(nèi)能的高低有關(guān),破裂后的小碎塊對(duì)人的傷害很小。玻璃鋼化后在急熱或急冷情況下發(fā)生冷熱變形,表面的壓應(yīng)力抵消了玻璃變形產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力,使得玻璃的耐熱性能得到提高,耐熱沖可達(dá)到280—320~C。所以,鋼化玻璃是一種安全增強(qiáng)玻璃,具有良好的安全性和可靠性。    

    鋼化玻璃從設(shè)備的分類(lèi)來(lái)說(shuō),目前分水平鋼化、垂直鋼化、氣墊鋼化;從冷卻介質(zhì)來(lái)分有風(fēng)鋼化、微粒鋼化、水霧鋼化等;從鋼化程度分為全鋼化、半鋼化和區(qū)域鋼化;從產(chǎn)品形狀來(lái)分有平鋼化和彎鋼化。較常使用的是風(fēng)鋼化技術(shù)。鋼化技術(shù)的分類(lèi)見(jiàn)圖2—l。鋼化玻璃產(chǎn)品已普遍使用在建筑、航空、汽車(chē)、輪船、機(jī)車(chē)、電子顯示器件等領(lǐng)域。

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