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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,衝擊性等。當玻璃受外力破壞時,碎片會成類似蜂窩狀的鈍角碎小顆粒,
近日筆者前往東莞吉順公司看樣,吉順新增加一套鋼化玻璃加工設備,老闆劉總帶我們學習了解,並介紹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,由於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,由於玻璃的抗壓縮度高,所以雖然快速加熱,玻璃片也不破碎。
註:從這裡可以了解到玻璃一進爐,由於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,表面層溫度下降低於中心溫度,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,所以還不是終應力狀態。
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.鋼化玻璃的終應力分布說明
鋼化玻璃終應力分布,外表面具有較大壓應力,從外層到中心層壓應力漸漸減少,中心層存在較大張應力,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,內層還處於高溫,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。
鋼化玻璃特點
1. 安全性:玻璃破碎後成類似蜂窩狀的碎小鈍角顆粒,對人體不會造成重大傷害。
2. 高強度:鋼化玻璃強度是一般普通玻璃的4~5倍。
3. 撓度:比普通玻璃大3~4倍。
4. 熱穩定性:鋼化玻璃具有良好的熱穩定性,能承受的溫度是普通玻璃的3倍,可承受300℃的溫差變化。
鋼化玻璃屬於安全玻璃,廣泛應用於對機械強度和安全性要求較高的場所。如:玻璃門、建築幕牆、立面窗、室內隔斷、家具。