什么是玻璃的應(yīng)力 鋼化玻璃為什么強(qiáng)度特別高

        在生活中我們經(jīng)常會(huì)用到各類玻璃制品，例如玻璃窗、玻璃杯、玻璃移門等。玻璃制品兼顧美觀與實(shí)用，既能夠憑借晶瑩剔透的外表惹人喜愛，又能夠充分利用其堅(jiān)硬耐用的物理性能。一些藝術(shù)玻璃甚至?xí)共ＡЬ哂懈嗟膱D樣，增強(qiáng)裝飾效果。本篇文章中我們將介紹玻璃應(yīng)力，并說(shuō)明鋼化玻璃強(qiáng)度高的原因。

一、什么是玻璃的應(yīng)力

        玻璃的應(yīng)力是指玻璃由于外因(受力、濕度、溫度場(chǎng)變化等)而變形時(shí),在玻璃內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力,以抵抗這種外因的作用,并試圖使玻璃從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置.

        分類:

        1)平面應(yīng)力:它是由退火窯橫向溫度不均引起.各種在線應(yīng)力儀測(cè)出的就是這種應(yīng)力.其大小與退火窯長(zhǎng)度無(wú)關(guān)、即與玻璃帶較好降溫速度無(wú)關(guān),只取決于玻璃板橫向溫度分布.平面應(yīng)力對(duì)玻璃帶掰斷、掰邊影響很大.掰斷去邊之后,平面應(yīng)力大部消失,對(duì)玻璃進(jìn)-步加工影響很小.對(duì)厚玻璃而言, 平面應(yīng)力引起的問(wèn)題主要是多缺角, 以及劈邊,白渣等.

        2)厚度應(yīng)力:又叫端面應(yīng)力,是由玻璃表面與板芯在冷卻時(shí)所產(chǎn)生的溫度差所引起.它由退火窯長(zhǎng)度所決定,在退火窯長(zhǎng)度一定時(shí),各區(qū)的進(jìn)出口溫度即冷卻速度直接決定了應(yīng)力的大小.厚度應(yīng)力不但對(duì)玻璃一次生產(chǎn)有影響,而且對(duì)后續(xù)深加工也有很大影響,它應(yīng)該是玻璃產(chǎn)品出廠質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo).厚度應(yīng)力對(duì)厚玻璃生產(chǎn)的影響主要是糖狀物;對(duì)深加工的影響主要有不易切割,鋼化炸爐.

二、鋼化玻璃為什么強(qiáng)度特別高

        鋼化玻璃 （Tempered glass/Reinforced glass） 屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。注意與玻璃鋼區(qū)別開來(lái)。

        ⒈物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃。它是將普通平板玻璃在加熱爐中加熱到接近玻璃的軟化溫度（600℃）時(shí)，通過(guò)自身的形變清理內(nèi)部應(yīng)力，然后將玻璃移出加熱爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫，即可制得鋼化玻璃。這種玻璃處于內(nèi)部受拉，外部受壓的應(yīng)力狀態(tài)，一旦局部發(fā)生破損，便會(huì)發(fā)生應(yīng)力釋放，玻璃被破碎成無(wú)數(shù)小塊，這些小的碎片沒(méi)有尖銳棱角，不易傷人。

        ⒉化學(xué)鋼化玻璃是通過(guò)改變玻璃的表面的化學(xué)組成來(lái)提高玻璃的強(qiáng)度，一般是應(yīng)用離子交換法進(jìn)行鋼化。其方法是將含有堿金屬離子的硅酸鹽玻璃，浸入到熔融狀態(tài)的鋰（Li+）鹽中，使玻璃表層的Na+或K+離子與Li+離子發(fā)生交換，表面形成Li+離子交換層，由于Li+的膨脹系數(shù)小于Na+、K+離子，從而在冷卻過(guò)程中造成外層收縮較小而內(nèi)層收縮非常大，當(dāng)冷卻到常溫后，玻璃便同樣處于內(nèi)層受拉，外層受壓的狀態(tài)，其效果類似于物理鋼化玻璃。

相關(guān)概念

玻璃

        玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來(lái)隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。

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