摘 要
2钢化设备及钢化原理
4玻璃的热应力
5钢化玻璃的理化性质
6钢化玻璃的优缺点
7钢化玻璃常见问题
8钢化玻璃的自爆现象及解决对策
9钢化玻璃的应用
0国标中对钢化玻璃的技术规定
半钢化部分
1什么是半钢化玻璃
2半钢化玻璃的特点（优缺点）
3半钢化玻璃的应用
4半钢化玻璃的国家标准
均质钢化部分
1何谓均质钢化
2为什么要进行均质钢化
3均质钢化的处理过程
4均质钢化玻璃弯曲强度的试验方法
5均质钢化的国家标准
1钢化玻璃的定义（国标）
钢化玻璃：经热处理工艺之后的玻璃。其特点是在玻璃表面形成压应力层，机械强度和耐热冲击强度得到提高，并具有特殊的碎片状态。
定义中几个值得关注的点：
●热处理工艺：钢化玻璃加热到低于软化温度(620度到640度)后，进行均匀的快速冷却。
包括玻璃的加热和淬冷。迅速是指玻璃必须在最短的时间内加热到钢化温度（详询加工现场），避免玻璃加热时间过长而产生光学变形，特别是对水平辊道式钢化设备；均匀是指玻璃加热过程中要做到玻璃板各个区域温度均匀、上下表面受热均匀、出炉表面和中间温度均匀。玻璃加热到设定温度后，必须尽快引出加热炉，迅速进行淬冷。
● 玻璃表面形成压应力层：玻璃外部因迅速冷却而固化，而内部因固化慢而继续收缩，使
玻璃表面产生压应力，内部产生张应力。
● 机械强度和耐热冲击强度得到提高：抗冲击强度是普通退火玻璃的3~5倍
耐温差变化200摄氏度。
● 特殊的碎片状态：
金属工艺品制作
玻璃品种 | 公称厚度/mm | 最少碎片数/片 |
平面钢化玻璃 | 3 | 30 |
4~12 | 40 |
≥15 | 30 |
e通话曲面钢化玻璃 | ≥4 | 30 |
| | |
2钢化设备及钢化原理
钢化设备：主要有平钢化机组、连续式平钢化机组、平弯钢化机组等
连续式平钢化机组（连续炉）：又叫双室炉，是一种水平辊道式玻璃连续钢化炉机组设备，由控制室、放片段、控制室、加热段、风机辅助设备、冷却钢化段和取片段等六部分
组成。
控制室：配置计算机系统，由控制台、控制柜、现场的检测元件和操作按钮组成。显示器安装在操作台上，为用户提供工艺状况模拟和人机界面。
放片段：是一段普通的胶辊输送线，采用不耐温的橡胶包裹，带钢化的玻璃放在胶辊上，由电机拖动向前输送。
加热段：分为炉前段、炉中段和炉后段三段。它们均为装有保温材料的双层箱式结构，中间装有耐高温陶瓷传动辊道，上下装有电加热元件和辐射板。强制对流系统喷出的气流可以使加热炉内的高温空气产生强制对流，从而使发热板辐射出的热能均匀。
冷却钢化段：可细分为淬冷段和冷却段。淬冷段的作用就是产生强烈而均匀的冷气流，使玻璃表面温度急剧下降，尽可能地减少玻璃由软化固化时产生的变形。钢化过程中，空气是最理想的冷却介质，冷气流的来源是冷却风机，均匀度由摆动风栅决定，风栅由可闭合和分离的上、下风栅组成。
取片段：钢化玻璃在胶辊上由电机拖动输送至尾端的万向轮工作台上，人工卸片装箱。
风机辅助设备：钢化、冷却段的风源由风机系统提供，它由风机、集风箱、风门执行机构及连接风管等构成。风压由计算机控制风门的开启比例或由计算机控制风机变频器频率来实现。风机是产生压缩气流的设备，压缩气流在集风箱聚集以平稳均匀的通过风门和风管输送。
平弯钢化机组（简称平弯炉）
除了可加工平钢化玻璃外，还可加工弯弧钢化玻璃。组成部分和连续炉相似。
平钢化玻璃只能钢化平板玻璃。结构上和连续式平钢化机组相似，只是加热段由一段或两端加热炉组成，玻璃在炉体内预热时像平弯钢化机组那样，在设定的有效范围内往复运动，因此生产效率比连续式平钢化机组低。
钢化原理
钢化原理包括物理钢化原理和化学钢化原理。
物理钢化
采用将玻璃加热，然后冷却的方法，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的方法称为物理钢化法，也称为热钢化法或风钢化法。
化学钢化
用化学方法改变表面组分，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的方法称为化学钢化法，又称为离子交换法。
物理钢化原理：物理钢化的原理就是形成永久应力的过程
玻璃在加热炉内按一定升温速度加热到低于软化温度，然后将此玻璃迅速送入冷却装置，用低温高速气流进行淬冷，玻璃外层首先收缩硬化，由于玻璃的导热系数小，这时内部仍处于高温状态，待到玻璃内部叶开始硬化时，已硬化的外层将阻止内层的收缩，从而使先硬化的外层产生压应力，后硬化的内层产生张应力。由于玻璃表面层存在压应力，当外力作用于该表面时，首先必须抵消这部分压应力，这就大大提高玻璃的机械强度，经过这样物理处理的玻璃制品就是钢化玻璃。
物理钢化法的生产工艺流程
物理钢化工艺制度的确定
● 炉壁温度的确定
玻璃对不同波长热射线具有不同的吸收能力
热源温度、波长及玻璃的吸收
热源温度 (℃) | 900 | 600 | 500 |
热源波长(μn) | 2.5 | 3.5 | 3.7 |
波 长(μm)节能 | ＜2.7 | 2.7-4.5 | ＞4.5 |
玻璃吸收状况 | 透射 | 部分吸收 | 光刻法吸收 |
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平板玻璃的钢化温度一般都在630-750℃，因此，炉壁温度选择在750-850℃范围内是合适的，它的热辐射波长对玻璃是部分吸收，有利于玻璃内外层的均匀加热。
● 钢化温度的确定
常用以下两种方法来确定玻璃的钢化温度。
1）应用经验公式确定：
Tc=Tg+80
式中：Tc——钢化温度；
Tg——玻璃的转变温度，以理论计算来确定。
2）以玻璃粘度为107.5Pa·s时的温度为钢化温度。
● 炉子温度的确定
常用下式计算确定：
log(Tv一Tc)=ct+log(Tv一Tr)
式中:Tv——炉子温度； Tr——室温； Tc——玻璃钢化温度；
t——加热时间；c——与玻璃组成、厚度有关的常数
●电炉的宽度
选择炉膛宽度应考虑玻璃能否均匀加热。其与玻璃和辐射元件之间的距离、玻璃和炉膛砖之间的距离密切相关。此外，为使玻璃均匀受热，炉子上下前后可采用分区调节。
● 风冷时间
玻璃的过度冷却是使玻璃产生翘曲的原因之一。另外，为节约电能，应采用两段冷却法，即先急冷后缓冷，通常急冷15s后，玻璃表面温度已降到500℃以下，此时已不会再增加钢化强度，所以可以缓冷（如图所示）
影响热钢化的因素
● 玻璃的淬火温度及玻璃厚度
●冷却介质的对流传热速率
● 玻璃组成
凡是能增加玻璃热膨胀系数的氧化物都能增加玻璃的钢化度。
1-水表玻璃
2-铅玻璃
3-窗玻璃
4-含碱玻璃
5-硼硅酸盐玻璃
6-低碱玻璃
7-锆玻璃
化学钢化：玻璃是非晶态固体物质，一般硅酸盐玻璃是由Si—O键形成的网络和进入网络中的碱金属、碱土金属等离子构成。此网络是由含氧离子的多面体（三面体或四面体）构成的，其中心被Si4+、Al3+或P5+离子所占据。其中碱金属离子较活泼，很易从玻璃内部析出。离子交换法就是基于碱金属离子自然扩散和相互扩散，以改变玻璃表面层的成分，从而形成表面压应力层。
● 化学钢化玻璃得以提高机械强度和热稳定性的原因：
将玻璃浸入熔融的硝酸钾盐液内，玻璃与盐液便发生离子交换，玻璃表面附近的某些碱金属离子通过扩散而浸入熔盐内，它们的空位由熔盐的碱金属离子占据，结果改变了玻璃表面层的化学成分，降低了它的热膨胀系数，从而形成10~200μm的表面压应力层。由于玻璃里存在这种表面压应力层，当外力作用于此表面时，首先必须抵消这部分压应力，这样就提高了玻璃的机械强度；由于降低了玻璃的热膨胀系数，从而提高了其热稳定性。
化学钢化玻璃的工艺流程
影响化学钢化强度的因素
（1）化学组成的影响太阳能手电
含Al2O3的铝硅酸盐玻璃比普通的钠硅酸盐玻璃的钢化强度大，其压应力层也较厚。
（2）热处理时间与温度的影响
热处理时间与温度的关系
总结：化学钢化适用于对薄玻璃、要求精度高或形状复杂的玻璃进行钢化，其产品大都用于眼镜、航空玻璃、电子用基板玻璃等特殊用途。但是，化学钢化产品寿命较短，一般为3年以下，而物理钢化产品寿命超过30年；微粒钢化玻璃工艺可生产强度高、无应力斑纹的优质薄钢化玻璃，但会影响玻璃的表面质量；液体钢化玻璃工艺适用于小规格薄玻璃及超薄玻璃的钢化。
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3钢化玻璃的种类及加工工艺
按生产工艺分类：垂直法钢化玻璃和水平法钢化玻璃
垂直法钢化玻璃工艺,也叫做玻璃吊钢化工艺。
制作过程：将玻璃吊起，然后按加热，成形，淬冷等工艺生产的钢化玻璃，其中加热方式有两种：电加热和燃气加热，冷却时采用风冷却。成形方式：用阴膜和阳膜的对压完成，阴膜和阳膜上有吹风孔，吹风孔一般为矩形排列。
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