钢化玻璃是怎么钢化的?
钢化的制造,目前基本上就是采用两种方法,一种是物理法钢化,另一种是化学法钢化。
一、物理法钢化
物理法钢化,如果说的简单点,就是让玻璃淬火。物理法的原理,就是玻璃经过合适的温度加热后,再进行迅速冷却,玻璃表面就会急剧收缩,产生了压应力,而玻璃的中层部分因为来不及收缩,就会产生张应力,从而促使玻璃获得高强度。
大致的过程是这样 : 将普通玻璃,按照产品形状切割出来,然后对这块玻璃进行加热到接近软化点700度左右,立刻进行均匀而快速的冷却。一般6毫米玻璃,需要在700度高温下加热4分钟,然后均匀的冷却2分半钟。如果是比较厚的玻璃,比如常见的10毫米玻璃,就需要在700度下加热8--9分钟,再经过5分钟左右的降温。玻璃越厚,钢化过程时间越长。
二、化学法钢化
化学钢化玻璃的原理是通过离子扩散来改变玻璃表面分子组成。在高温下,将玻璃浸入高温熔盐里,玻璃中的碱离子与熔盐里的碱离子相互交换,产生“挤压”现象,促使玻璃表面分子产生压缩应力,增加玻璃的强度。
通过这种方法,来增加玻璃表面分子密度,增加玻璃表面的压应力,由于增加强度是通过离子交换的方法取得,所以也叫着“离子交换钢化法”。
三、钢化玻璃有哪些优点?
通过上面的介绍,我们知道了钢化玻璃是通过物理法或者是化学法增强了玻璃表面的压应力,提高了普通玻璃理化指标,使其具有更大的抗风、耐高低温、抗冲击、抗弯等特点。归纳起来钢化玻璃主要有下面两个优点 :
1、提高了玻璃的强度
钢化玻璃的抗弯强度,是普通玻璃3--5倍;抗冲击强度,是普通玻璃5--10倍;抗温度急剧变化,可以承受150度的温度剧烈变化;耐急冷急热,比普通玻璃提高2--3倍。
2、更加安全
由于钢化玻璃提高了上述物理特性,从而更不容易破碎,改善了玻璃易碎的特点。就算是在剧烈冲击下破碎,也是细小颗粒,降低了对人的伤害。
四、物理钢化和化学钢化有哪些区别?
1、加工温度不同
物理钢化一般温度是在600--700度下进行,化学钢化是在400--450度进行。
2、钢化原理不同
物理钢化是玻璃高温淬冷,化学钢化是钠离子交唤加冷却,
3、钢化厚度不同
物理钢化可以加工3.2--35毫米的普通玻璃,化学钢化可以加工0.15--50毫米的玻璃。
4、钢化应力不同
物理钢化能够产生90Mpa--140Mpa的表面应力,化学钢化能够产生450Mpa--650Mpa的表面应力。
5、破碎状态不同
物理钢化玻璃破碎后呈颗粒状,化学钢化玻璃破碎后呈小块状。
6、抗冲击强度不同
物理钢化玻璃具有大于等于6毫米的优势,化学钢化玻璃具有小于6毫米的优势。
7、其它
抗弯强度,化学钢化玻璃由于物理钢化玻璃。
光学性能,化学钢化玻璃由于物理钢化玻璃。
表面平整度,化学钢化玻璃由于物理钢化玻璃。
钢化玻璃是浮法玻璃经过切裁,磨边,再进入钢化炉钢化。钢化炉温度在700摄氏度左右,玻璃进炉经过一段时间加热,然后吹风急冷冷却下来,就成钢化玻璃了,玻璃厚度不同,温度,加热时间,以及吹风的风压,时间都是不同的。玻璃经钢化炉出来后就形成安全玻璃了,也就是我们说的钢化玻璃了,钢化玻璃一旦破碎了,会爆成钝角的小颗粒,对人的伤害就威胁很小了。我就在钢化玻璃厂上班,开钢化炉十六七年了,这个我是很专业的!
说白了,就像淬火工艺一样,加热后再极速冷却,就变得很硬了,有人做过实验,熔融状的玻璃滴入水中,冷却后形成的水滴状玻璃球,子弹都打不破,锤子都锤不破,可见其硬度多高,不过安装大型钢化玻璃还是有危险,依然会破损,我曾经亲眼见过一起安装钢化玻璃的事故,我们办公室安装钢化玻璃门,俩工人用吸盘想把钢化玻璃门竖起来,结果由于钢化玻璃受力不均匀,瞬间破损,碎了一地玻璃渣,掉落的玻璃砸到工人头部了,工人没有戴头盔,瞬间头破血流,连忙捂着出血的头部跑去医院了,我们办公室的人吓了一跳,
玻璃的钢化与熟铁的钢化手段基本相同——淬火。欢迎关注兵器知识谱,今天我们来科普关于钢化玻璃的知识。
传统退火玻璃有一个致命缺点,那就是易碎,且破碎后形成尖锐的、锋利的碎片,这一点相信那些曾经打碎过啤酒瓶的读者朋友深有体会。
由于应用广泛,在许多应用领域上是不允许玻璃破碎后产生尖锐且锋利的碎片的,比如说电视机屏幕、车窗、高楼装饰玻璃、面罩等等。
如何才能让必不可少的应用中避免破碎后的玻璃不产生尖锐且锋利的碎片呢?
答案就是提高玻璃强度,即玻璃的钢化。我们都知道,普通玻璃从熔炉出炉铸造成型以后通过退火冷却就能得到。
这样的玻璃机械强度是很低的,相信这也是人们用“玻璃心”来形容一个精神很脆弱的人的原因。
下图为使用传统退火玻璃制造的饮料瓶,它的机械强度很低,一旦受到撞击就会破碎成锋利且尖锐的碎片。
倘若让这样的玻璃再次回到熔炉中,再次经受560℃~620℃高温的烘烤,那么整块玻璃就开始处于熔融边缘。
当这块即将熔化的玻璃被移出熔炉,并使用风冷系统对其表面进行快速冷却,这个时候玻璃的内部分子结构开始发生变化,使表层产生强大且均匀的压应力。
在形成压应力的同时,玻璃表层的瞬间冷却使这股力在得到释放前转变为内部张力,彻底冷却后便得到了钢化玻璃,这就是玻璃进行钢化加工的基本原理。
由于内部分子结构的变化,加上快速冷却时形成的内部张力,钢化后的玻璃机械强度极高。
特点是不易破碎,且一旦破碎便完全释放张力,使玻璃以颗粒状进行破碎,所以钢化玻璃又被称为“安全玻璃”。
下图为采用钢化加工后的防弹玻璃,它被9mm手枪弹在10米距离上射击后只形成了颗粒状裂痕。
现代工艺中除了淬火对玻璃进行钢化以外 ,还采用化学法钢化,即使用硝酸钾溶液对玻璃进行浸泡,虽然方法不同,但原理是一样的。
“钢化”一词源自于铁加工,即对热加工中的铁器进行淬火,当高温铁器进入冷却剂中被瞬间强制冷却时,铁器内部分子结构发生变化,使柔韧的铁转变成坚硬的钢。
所以钢化后的玻璃与钢化后的铁都有一个共同特点,那就是“宁折不弯”,相信这也是人们把热处理硬化后的玻璃称之为“钢化玻璃”的原因吧。
下图为正在进行淬火处理的铁器,温度的骤降使淬火物内部分子结构发生变化,这一点与玻璃的钢化完全相同,因此我们在面对“玻璃是怎样钢化”这个问题时,也可以简单为——淬火。