钢化玻璃材料

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1、中国矿业大学材料概论论文学院：力学与建筑工程学院班级：工程10-2班论文题目：玻璃钢材料姓名：田景茂学号：02100776日期：2010年12月20号7钢化玻璃材料我们的生活充满了玻璃，建筑、交通工具、家具、生活用品等等，都离不开玻璃的影子。玻璃有很多种类，比如钢化玻璃，它神奇的化学功能与物理功能给我们的生活增添了不少气息，钢化玻璃正发挥着越来越重要的作用。钢化玻璃具有抗冲击强度高(比普通平板玻璃高4～5倍)、抗弯强度大(比普通平板玻璃高5倍)、热稳定性好以及光洁、透明、可切割等特点。在遇超强冲击破坏时，碎片呈分散细小颗粒状，无尖锐棱角，故又称安全玻璃。那它是如何制造

2、的呢？它是用物理的或化学的方法，在玻璃表面会形成一个压应力层，但是玻璃本身具有较高的抗压强度，因此不会造成破坏。当玻璃在受到外力作用的时候，这个压力层可将部分拉应力抵销，避免玻璃的碎裂。钢化玻璃是平板图1-1玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度（600℃）时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷7空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉，外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发

3、生应力释放，玻璃被破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。物理钢化法之所以能使玻璃具有安全性能，是因为玻璃经过物理钢化之后，即玻璃在加热炉内加热到软化点附近，然后在冷却设备中用空气等冷却介质迅速冷却，在其表面形成压力，内部形成张应力，提高了玻璃表面的抗拉伸性能。玻璃的强度提高了3~5倍。钢化玻璃经过热处理之后内部的内能急剧提高，表面压应力由内部的张应力平衡，当冲击能量超过内能时，玻璃在表面开始破裂并延伸至内部，在内能的作用下，玻璃被撕成小碎块，碎片的大小和数量与内能的高低有关，破裂后的小碎块对人的伤害很小。玻璃钢化后在急热或急冷情况下发生冷热变形，表面的应

4、力抵消了玻璃变形产生的拉抻应力，使得玻璃的耐热性能得到提高，耐热冲可达到2820~320℃所以，钢化玻璃是一种安全增强玻璃，具有良好的安全性能和可靠性。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。钢化玻璃的主

5、要优点：7　　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，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，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

6、玻璃不存在自爆的可能性。第三，钢化玻璃还存在一个缺陷，那就是光学畸变，因为玻璃在钢化的过程要经过720度左右，急冷的风压3.2毫米是12800帕，4毫米急冷风压是7000-8000帕，玻璃已经处于软化的时候，在短短的3秒钟突然承受这样的风压，玻璃的表面会存在风斑，同时玻璃的表面会存在凹凸不平现象，严重的程度要根据设备的好坏来决定，所以钢化后的玻璃不能做镜面的原因。钢化玻璃的特点：第一，7钢化玻璃具有抗冲击强度高(比普通平板玻璃高4～5倍)、抗弯强度大(比普通平板玻璃高5倍)、热稳定性好以及光洁、透明、等特点。在遇超强冲击破坏时，碎片呈分散细小颗粒状，无尖锐棱角，故属于

7、安全玻璃。第二，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，1kg的钢球从1m高度落下，玻璃可保持完好。钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块l200mm×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，不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。这是因为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。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。由于钢化玻璃具有较