化学钢化玻璃

。同物理钢化玻璃相似的是化学钢化玻璃的表层压应力使玻璃强度得以提高，区别在于物理钢化的原理是加热后淬冷，由非均匀收缩形成表面压应力，而化学钢化是通过离子交换形成玻璃的表面压应力。

通常所用的化学钢化玻璃是采用低温离子交换工艺制造的，所谓低温系是指交换温度不高于玻璃转变温度的范围内，是相对于高温离子交换工艺在转变温度以上，软化点以下的温度范围而言。低温离子交换工艺的简单原理是在400℃左右的碱盐溶液中，使玻璃表层中半径较小的离子与溶液中半径较大的离子交换，比如玻璃中的锂离子与溶液中的钾或钠离子交换，玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用碱离子体积上的差别在玻璃表层形成嵌挤压应力。大离子挤嵌进玻璃表层的数量与表层压应力成正比，所以离子交换的数量与交换的表层深度是增强效果的关键指标。

离子交换钢化玻璃与物理钢化玻璃的应力分布不同，前者表面层的压应力厚度较小，与其平衡的内部拉应力不大，这是化学钢化玻璃的内部拉应力层达到破坏时也不像物理钢化玻璃那样碎成小片的原因。由于离子交换层较薄，所以化学钢化玻璃方法用于增强薄玻璃效果显著，对厚玻璃的增强效果不甚明显，特别适合增强2～4mm厚的玻璃。

化学钢化玻璃适宜于在以下建筑场合使用：有减轻自重要求，同时对冲击强度，弯曲强度和耐冷热冲击有一定要求的场合，如农用温室的窗及顶棚，活动房屋的门窗玻璃等。化学钢化玻璃的优点是，其未经转变湿度以上的高温过程，所以不会像物理钢化玻璃那样存在翘曲，表面平整度与原片玻璃一样，同时在强度和耐温度变化有一定提高，并可适当作切裁处理。化学钢化的缺点是随时间易产生应力松弛现象，目前已有保护性工艺措施，使化学钢化玻璃具有其他强化玻璃品种不可替代的应用特点。

采用化学钢化处理工艺对玻璃进行化学钢化处理,化学钢化过程在430~500℃的熔融KNO3中于2~8 h下经离子交换处理完成,采用JM-I型漆膜磨耗仪评价化学钢化玻璃的磨损性能,采用光学显微镜对化学钢化玻璃的磨痕表面形貌进行观察,采用CMT5204型电子多功能试验机测定化学钢化玻璃在化学钢化及磨损前后的弯曲强度变化,并结合其磨损量分析其耐磨性.结果表明,在相同摩擦条件(2.5 N,80 s)下,原片玻璃的磨痕数量较多、深度较大,而经化学钢化处理后玻璃表面的磨痕较浅;化学钢化玻璃摩擦后的残余弯曲强度比未摩擦时下降11%左右,而原片玻璃下降约50%,说明化学钢化可以明显改善玻璃的耐磨性.

化学钢化玻璃的生产工艺

申请号/专利号：02111953

本发明是在硝酸钾熔盐中添加氢氧化钾、三氧化二铝和硅藻土添加剂，制成硝酸钾混合熔盐，该混合熔盐用量按一定比例配置，将配置好的硝酸钾混合熔盐加热到４００℃～５００℃保温，将预先清洗、烘干好的玻璃预热到３５０℃，恒温３０分钟，将玻璃浸入熔盐中，恒定在４００℃左右温度下３～８小时，后将玻璃从熔盐中缓慢取出，进入一个温度与熔盐温度非常接近的退火炉内退火到室温，便制成本发明的化学钢化玻璃，这种玻璃的优点是，明显提高了离子交换速度和交换深度，大大提高了生产效率，用此工艺生产的化学钢化玻璃的表面应力是普通玻璃的６～１０倍，是风钢化玻璃的３～５倍，而且比较适用于厚度小于６ｍｍ的薄玻璃和形状复杂的玻璃制品，尤其适用于厚度小于３ｍｍ的超薄玻璃，钢化后无光畸变、玻璃平整度好。

申请日：2002年06月04日

公开日：2002年11月27日

授权公告日：2004年08月18日

申请人/专利权人：上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司

申请人地址：上海市浦东新区济阳路100号

发明设计人：潘伟;谢丽美;周书珍;李志进

专利代理机构：上海东亚专利代理有限公司

代理人：罗习群

专利类型：发明专利

分类号：C03B27/03

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化学钢化玻璃的原理及工艺流程

添加日期：2010-8-8 11:07:10 浏览次数：701

化学钢化玻璃主要以3mm厚度以下的玻璃为主，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＋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＋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。

化学钢化玻璃的工艺流程为：

白片成品—QC检验—清洗处理—化学钢化---保温冷却—清洗干燥—包装。由于钾钠离

子交换速度较慢，要使玻璃具有大的应力值和符合使用要求的应力层厚度，交换时间需要1小时—8小时不等。

化学钢化玻璃的优点：

化学钢化玻璃未经转变湿度以上的高温过程，所以不会像物理钢化玻璃那样存在翘曲，表面平整度与原片玻璃一样，同时在强度和耐温度变化有一定提高，并可适当作切裁处理。

化学钢化玻璃强度高，其抗压强度可达125MPa以上，比普通玻璃大4～5倍；抗冲击强度也很高，用钢球法测定时，0.8kg的钢球从1.2m高度落下，玻璃可保持完好。化学钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块1200mm×350mm×6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm的弯曲挠度，当外力撤除后，仍能恢复原状，而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。热稳定性好，在受急冷急热时，不易发生炸裂是化学钢化玻璃的又一特点。这是因为化学钢化玻璃的压应力可抵销一部分因急冷急热产生的拉应力之故。化学钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。

化学钢化玻璃适宜于在以下建筑场合使用：有减轻自重要求，同时对冲击强度，弯曲强度和耐冷热冲击有一定要求的场合，如农用温室的窗及顶棚，活动房屋的门窗玻璃等。