钢化玻璃

钢化玻璃tempered glass)可分为物理钢化玻璃化学钢化玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压性,寒暑性,冲击性等。

成程钢化玻璃

物理钢化玻璃
原理:
钢化玻璃 ( 加热约 680~750 ℃ 左右 ) 是以急速降温方式,破坏玻璃原有分子使压缩应力分布在玻璃表面,而引张应力则在中心层。因有强大均等的压缩应力,使外压所产生的引张应力,被玻璃的强大压缩应力所抵销,增加玻璃使用的安全度。当外力超过它内部封闭的张力, 这种张力就会失去平衡而粉碎, 成为无数的细粒状。而半钢化玻璃( 加热约 600 ℃ 左右 ) 则以较缓的降温曲线来达到目的,相对而言,其强度自然就比不上急速降温的剧烈方式所获致的效果了。故以上两种玻璃会呈现不同强度表现,主要在于降温时间的控制。另外,太厚的玻璃无法进行半钢化处理 ( 厚度约以10mm 为上限 ) ,但钢化玻璃则较不受限制。


物理钢化玻璃演示gif

特性优点: 
高强度:强度是普通玻璃的 4~5 倍;
安全性:当玻璃受外力破坏时,成碎小钝角颗粒,对人体不会造成重大伤害
热稳定性:能承受的温度是普通玻璃的 3 倍,可承受 300 的温差变化,(例5mm强化玻璃,约可耐摄氏200度之温差变化);
扰度:比普通玻璃大 3~4 倍
表面压缩应力超过 10,000psi
钢化后无法再做钻孔或切割, 玻璃表面的平整度会较强化前略差, 但是还可镀膜。适合厚度在2mm以上的玻璃
钢化玻璃因有瞬间破裂之风险,应再作热浸处理(Heat Sosk Test),确保使用上更安全。


钢化玻璃

玻璃应力分布玻璃应力分布

应用举例: 
灯具玻璃:需防尘防水的照明灯具上, 可在户外使用, 当灯源点亮的高热状态下, 能承受突然下雨或下雪而不破裂;
仪表玻璃:需作观察的机械设备, 加工设备或雷射加工的视窗玻璃, 可保护人体眼睛及身体, 避免伤害, 可以针对紫外线,红外线, 雷射或特定的有害光线, 加镀上阻隔的薄膜;
视镜玻璃:需作观察的真空设备, 如真空炉, 真空镀膜机等等, 可观察炉内的变化又可承受高真空的压力。
建筑:电动门、电扶梯、浴室门、落地门窗、橱窗、隔间门窗、大楼门室。
家俱:桌板、茶几、书柜、音响门扇。
用具:微波炉、烤箱、太阳能玻璃、水族箱。
车辆
汽车、火车、轮船、航空。
更多阅读: 
✎ 玻璃最适钻孔条件?

 

化学钢化玻璃
原理: 
将玻璃浸入380
熔盐池中进行离子交换, 玻璃内的钠分子与盐内分子交换. 大量的盐离子压迫玻璃表面增加它的抗力. 因为内层离子未交换, 只有玻璃表面离子参与交换, 所以玻璃经过化学钢化后可以做切割, 钻孔, 镀膜等后加工. 化学强化玻璃适合厚度2mm以下的玻璃。

化学钢化玻璃

苹果5保护屏 化学钢化玻璃

特性优点: 
耐冲击及压力超过普通玻璃5倍以上。
应用举例: 
手机、MP3、MP4、数位相机、液晶屏幕、数位相框面板, 防护罩、条型码扫描器、因应新产品的的轻薄趋势, 外面板保护片多採用1mm以内的玻璃, 要能抗压抗冲击, 因此都要经过化学强化处理。
手机镜头或数位相机外保护片, 为保护镜头免于灰尘或触摸, 又要能抗压抗冲击, 还要符合轻薄的要求, 此类保护片多採用1mm以内的玻璃, 再经过化学强化处理。
更多阅读: 
✎ 化学钢化玻璃离子交换图


中华人民共和国现行的国家标准及行业规范
GB/T9963-1998《钢化玻璃》

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