鋼化玻璃及其生產(chǎn)工藝

題目：鋼化玻璃及其生產(chǎn)工藝鋼化玻璃及其生產(chǎn)工藝歷史鋼化玻璃的發(fā)展最初可以追溯到17世紀(jì)中期，有一位叫羅伯特的萊茵國王子，曾經(jīng)做過了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，他把一滴熔融的玻璃液放在冰冷的水里，結(jié)果制成了一種極堅(jiān)硬的玻璃。這種高強(qiáng)度的顆粒狀玻璃就像水滴，拖有長而彎曲的尾巴，稱為“羅伯特王子小?！薄？墒钱?dāng)小粒的尾巴受到彎曲而折斷時(shí)，令人奇怪的是整個(gè)小粒因此突然劇烈崩潰，甚至成了細(xì)粉。上述作法，很像金屬的淬火，而這是玻璃的淬火。這種淬火并沒有使玻璃的成分發(fā)生任何變化，所以又叫它是物理淬火(physicaltempered)，因此鋼化玻璃稱為temperedglass，也叫淬火玻璃。玻璃鋼化的第一個(gè)專利于1874年由法國人獲得，鋼化方法是將玻璃加熱到接近軟化溫度后，立即投入一溫度相對低的液體槽中，使表面應(yīng)力提高。這種方法即是早期液體鋼化方法。德國的FrederickSiemens于1875年獲得一項(xiàng)專利，美國馬薩諸塞州的GeovgeE.Rogens于1876年將鋼化方法應(yīng)用于玻璃酒杯和燈柱。同年，新澤西州的HughO’heil獲得了一項(xiàng)專利。20世紀(jì)30年代，法國的圣戈班公司和美國的特立普勒克斯公司，以及英國的皮爾金頓公司都開始生產(chǎn)供給汽車作擋風(fēng)用的大面積平板鋼化玻璃。日本在20世紀(jì)30年代也相繼進(jìn)行了鋼化玻璃工業(yè)生產(chǎn)。從此世界開始了大規(guī)模生產(chǎn)鋼化玻璃的時(shí)代。1970年以后，英國的Triplex公司用液體介質(zhì)鋼化厚度為0.75~1.5mm的玻璃獲得成功，結(jié)束了物理鋼化不能鋼化薄玻璃的歷史，這是鋼化玻璃技術(shù)的一個(gè)重大突破。中國的鋼化玻璃歷史最初始于1955年，有上海耀華玻璃廠開始試制，1958年秦皇島市鋼化玻璃廠試產(chǎn)成功。1965年秦皇島耀華玻璃廠開始生產(chǎn)軍工用鋼化玻璃，20世紀(jì)70年代洛陽玻璃廠首家引進(jìn)了比利時(shí)鋼化設(shè)備。同期沈陽玻璃廠化學(xué)鋼化玻璃投入生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代開始鋼化玻璃技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了全面的推廣和普及，鋼化玻璃在汽車、建筑、航空、電子等領(lǐng)域開始使用，尤其在建筑和汽車方面發(fā)展最快。工藝原理鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃。它與我們學(xué)習(xí)過的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土十分類似，只不過后者是直接通過鋼筋的張拉使其產(chǎn)生軸向的預(yù)壓應(yīng)力，而前者是通過玻璃熱脹冷縮的屬性使其在表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。那我們?yōu)槭裁匆屍湓诒砻娈a(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力呢？

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，像玻璃、混凝土、鑄鐵這類材料都有一個(gè)致命的缺陷，那就是脆性大，他們幾乎沒有一點(diǎn)塑性，而我們知道，脆性材料只適合抗壓而不適合抗拉，它們的失效正是其抗拉強(qiáng)度過低造成的。當(dāng)玻璃受到荷載和沖擊而破碎時(shí)，一定是玻璃的某處表面因拉應(yīng)力過大而開裂破壞的。那么，我們不妨事先讓其在表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這樣，當(dāng)其再受到荷載和沖擊時(shí)，本來要產(chǎn)生拉應(yīng)力的地方就會(huì)因?yàn)轭A(yù)壓應(yīng)力的存在而使拉應(yīng)力部分或完全地抵消掉，從而提高玻璃的強(qiáng)度和抗沖擊能力。工藝方法：生產(chǎn)鋼化玻璃的工藝有兩種：一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工藝條件下，經(jīng)淬火法或風(fēng)冷淬火法加工處理而成物理鋼化玻璃）。另一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃通過離子交換方法，將玻璃表面成分改變，使玻璃表面形成一層壓應(yīng)力層加