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1定義和優點

化學鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。

化學鋼化玻璃的主要優點有兩條，第一是強度較之普通玻璃提高數倍，抗彎強度是普通玻璃的3~5倍，抗沖擊強度是普通玻璃5~10倍，提高強度的同時亦提高了安全性。使用安全是鋼化玻璃第二個主要優點，其承載能力增大改善了易碎性質。化學鋼化玻璃的耐急冷急熱性質較之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受150LC以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。

2制作原理

化學鋼化玻璃是采用低溫離子交換工藝制造的，所謂低溫系是指交換溫度不高于玻璃轉變溫度的范圍內，是相對于高溫離子交換工藝在轉變溫度以上，軟化點以下的溫度范圍而言。低溫離子交換工藝的簡單原理是在400℃左右的堿鹽溶液中，使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑較大的離子交換，比如玻璃中的鋰離子與溶液中的鉀或鈉離子交換，玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換，利用堿離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應力。大離子擠嵌進玻璃表層的數量與表層壓應力成正比，所以離子交換的數量與交換的表層深度是增強效果的關鍵指標。

離子交換鋼化玻璃與物理鋼化玻璃的應力分布不同，前者表面層的壓應力厚度較小，與其平衡的內部拉應力不大，這是化學鋼化玻璃的內部拉應力層達到破壞時也不像物理鋼化玻璃那樣碎成小片的原因。由于離子交換層較薄，所以化學鋼化玻璃方法用于增強薄玻璃效果顯著，對厚玻璃的增強效果不甚明顯，特別適合增強2～4mm厚的玻璃。

3應用范圍

鋼化玻璃國家標準GB/T9963-1998

鋼化玻璃是將玻璃加熱到接近軟化化溫度（這時處于粘性流動狀態）——這個溫度范圍我們稱為鋼化溫度范圍（620℃—640℃），保溫一定時間，然后驟冷而成的，下面簡單敘述鋼化玻璃在加熱和驟冷過程中的溫度變化及應力形成過程。

a.開始加熱階段：

玻璃片由室溫進入鋼化爐加熱，由于玻璃是熱的不良導體，所以此時內層溫度低，外層溫度高，外層開始膨脹，內層未膨脹，所以此時外層的膨脹受到內層的抑制表面產生了暫時的壓應力，中心層為張應力，由于玻璃的抗壓縮度高，所以雖然快速加熱，玻璃片也不破碎。

注：從這里可以了解到玻璃一進爐，由于玻璃內外層有溫差造成了，玻璃內外層的應力，因此厚玻璃要加熱慢一點，溫度低一點，否則因內外溫差太而造成玻璃在爐內破裂。

b.繼續加熱階段：

玻璃繼續加熱，玻璃內外層溫差縮小等內外層都達到鋼化溫度時玻璃板內等應力。

c.開始驟冷階段（在開始吹風的前1.5—2秒）

玻璃片由鋼化爐進入風柵吹風，表面層溫度下降低于中心溫度，表面開始收縮，而中心層沒有收縮，所以表面層的收縮受到中心層的抑制，使表面層受到暫時張應力，中心層形成壓應力。

d.繼續驟冷階段：

玻璃內外層進一步驟冷，玻璃表面層已硬化（溫度已降到500℃以下），停止收縮，這時內層也開始冷卻、收縮，而硬化了的表面層抑制了內層的收縮，結果使表面層產生了壓應力，而在內層形成了張應力。

e.繼續驟冷（12秒內）

玻璃內外層溫度都進一步降低，內層玻璃在此時降到500℃左右，收縮加速，在這個階段外層的壓應力，內層的張應力已基本形成，但是中心層還比較軟，尚未完全脫離粘性流動狀態，所以還不是最終的應力狀態。

f.鋼化完成（20秒內）

這個階段內外層玻璃都完全鋼化，內外層溫差縮小，鋼化玻璃的最終應力形成，即外表面為壓應力，內層為張應力。

2、鋼化玻璃的應力分布：

a.鋼化玻璃生產的工藝過程中的六個階段的應力分布見圖1

b.鋼化玻璃的最終應力分布說明

鋼化玻璃最終應力分布圖，外表面具有最大壓應力，從外層到中心層壓應力漸漸減少，中心層存在最大張應力，從中心到外層張應力漸漸減少，在e點張應力和壓應力都為0。

a.開始加熱 張應力 壓應力0溫度℃a外層：溫度高 內層：溫度低外層：壓應力 內層：張應力。

b.繼續加熱 張應力 壓應力0溫度℃b內外層溫度差逐步縮小，應力值也在減少到沒有。

c.開始驟冷（2秒內）張應力 壓應力0溫度℃c外層快冷，溫度低，內層還處于高溫，外層張應力。

d.驟冷（5秒內）張應力 壓應力0溫度℃d內外層溫度降低，溫差減少，內層開始收縮，外層面在500℃以下，外層出現壓應力。

e.繼續驟冷（12秒內）張應力 壓應力0溫度℃e內層也降到500℃左右，內外層的應力基本形成。

f.鋼化完成（20秒）張應力 壓應力0溫度℃20℃650℃470℃—500℃F內外層溫度下降，溫差趨勢平衡，內外層永久應力形成