離子交換增強玻璃

A. 增加玻璃強度的方法有哪些

玻璃最早用於裝飾物品是在公元前30 0 0 年的埃及和近東地區。 後來人們發明模壓成型製作成玻璃器皿。 現在， 玻璃因其光學透過性能好， 製造成本低，工藝控制簡單及易加工型等， 被廣泛應用於農業， 交通， 電子， 航空及航天等領域。 但是由於玻璃的本質脆性及低強度限制了其進一步發展。強度是指材料抵抗破壞或失效的能力。 從力學角度分析， 強度是指材料在一定載荷作用下發生破壞時的最大應力值。 對於脆性材料， 斷裂強度最能反映它的力學性能。 斷裂必須克服固體的內聚力， 原子鍵必須斷開， 材料的理論強度恰恰是原子鍵能的一種反映。 根據化學鍵的結合強度計算，玻璃的理論強度為E /IO 的數量級。 那麼照此推算玻璃的強度應該約為7 0 0 0 M P a 。 但在現實應用中，玻璃的實際強度只有8 0 ~10 0 M P a ， 比理論強度低2~3個數量級。 實際強度和理論強度的巨大差距是由於玻璃中存在微裂紋所導致的。 影響玻璃實際強度的因素很多: 如存放環境( 如溫度、 濕度、 氣氛、 存放的時間等)、 表面機械加工、 樣品尺寸、 載入速度、 機械劃傷以及內部不均勻性( 氣泡、 結石)等， 其中表面微裂紋的存在對玻璃實際強度影響最大。 由於很多應用都需要高強度的玻璃， 因此提高玻璃的強度是解決問題的關鍵。 為了提高玻璃的力學性能， 研究人員探討了許多不同的方法。其中表面處理， 如物理鋼化， 化學鋼化， 酸處理及塗層等， 是最常見的幾種方法。2提高玻璃強度的方法2. 1物理鋼化利用物理原理在玻璃表面預制壓應力層的方法稱為物理增強法或者物理鋼化。 將玻璃加熱到乃溫度以上， 然後使熱的玻璃表面均勻的快速冷卻， 表面的熱狀態結構被凍結， 當玻璃內部逐漸降溫時， 先冷卻的外表面層就會制約內部的收縮， 於是在玻璃表面產生壓應力， 在玻璃內部形成拉應力。物理增強的優點是成本低， 產量大， 具有較高的機械強度、 耐熱沖擊性( 最大安全工作溫度可達28 7 . 7 8 ℃)和較高的耐熱梯度( 能經受20 4 . 4 4 ℃)， 但是對玻璃的厚度和形狀有一定的要求， 不能鋼化2咖以下的玻璃樣品， 不能加工復雜零構件， 同時還存在鋼化過程中玻璃變形的問題， 無法在光學質量要求較高的領域內應用。 另外， 物理鋼化後的玻璃不能切割加工等， 有可能存在自爆現象。2. 2化學鋼化2 6 7 2009 年中國玻璃行業年會暨技術研討會論文集利用化學方法在玻璃表面預制壓應力層的方法稱為化學增強法， 又稱離子交換增強法。 化學增強法是19 6 0 年由R e se a r e hC o rp o ra tio n 最早申請了英國專利。 離子交換增強的原理是: 根據離子擴散的機理米改變玻璃的表面組成， 在一定的溫度F 把玻璃浸入到高溫熔鹽中， 玻璃中的鹼金屬離子與熔鹽中的鹼金屬離子因擴散而發生相互交換， 產生「擠塞」 現象， 使玻璃表面產生壓縮應力，從而提高玻璃的強度。離子交換增強技術分高溫型和低溫犁兩種。 低溫離子交換是指在低於玻璃應變點溫度以下， 玻璃中的小半徑鹼金屬離子N a + 與熔鹽中的人半徑鹼金屬離子K + 進行交換， 產生擠塞現象從而增強玻璃表面。 19 62年K istler以硅酸鹽玻璃為原料首先進行了K ＇- N a 』 離子交換增強研究。 高溫型離子交換則是玻璃中的大半徑鹼金屬離子N a + 、 K + 與熔鹽中的小半徑鹼金屬離子L i+ 進行交換， 產生低膨脹表面層而達到增強的目的。 由於人部分的玻璃含鈉玻璃， 因此很多研究集中在低溫離子交換的原理及應用。離子交換增強玻璃的特點是強度高， 應力均勻， 穩定性好， 無自爆現象， 可切裁加工， 不變形，不產生光畸變， 適用於形狀復雜、 厚度較小的玻璃製品的增強。 到目前為止， 離子交換增強是強化3m m 以下異型薄玻璃的唯一有效的方法。 離子交換增強玻璃性能優異， 主要應用於宇宙飛船、 軍用飛機、 高速列車、 戰斗車輛、 艦船風擋和側窩等高技術領域。雖然單步離子交換可以提高玻璃的強度， 但是強度的分散性還是比較大。 另外， 離子交換增強只適用於含鹼金屬玻璃， 對於其他玻璃不能利用這種方法增強。 離子交換所用的硝酸鉀廢棄鹽的處理給環境帶來不利。 此外， 清洗離子交換玻璃也需要大量的水， 因此， 成本高， 不利於強化普通用途的玻璃。』2. 3酸處理除了應力增強處理外， 還可以利用酸腐蝕的方法去除表面微裂紋。 酸腐蝕的原理是通過酸侵蝕除去玻璃表面裂紋層或使裂紋尖端鈍化， 減小應力集中， 以恢復玻璃固有的高強特性。 由於酸洗是除去表面微裂紋， 所以必須選擇強侵蝕能力的酸， 如氫氟酸。 但單用氫氟酸不容易得到光滑的表面，侵蝕後產生的鹽類都附著在玻璃的表面， 為了除去鹽類， 需在氫氟酸中加入硫酸、 磷酸和硝酸等強酸。 平板玻璃經酸腐蝕後， 強度可達到8 0 010 0 0 M P a 。 但是酸處理後的玻璃表面極為脆弱， 很容易受到外界環境的侵蝕， 表面硬度降低， 強度不能有效保持。 此外， 酸腐蝕玻璃不耐高溫處理， 經高溫腐蝕後強度急劇下降。2. 4 塗層保護隨著能源成本的提高， 採用塗層增強玻璃是經濟節能的有效方法。 人們採用不同的方法制備了不同的塗層， 如溶膠一凝膠硅塗層， 有機一無機復合塗層， 環氧樹脂塗層以及有機硅改性塗層。 這些塗層都可以提高玻璃的力學性能。 研究人員建立了不同的理論來解釋塗層的增強效應。 有人提出玻璃表面裂紋的填充及部分填充時溶膠一凝膠塗層的增強機理。 另外， 泊松抑制效應被認為是環氧塗層的增強機制。 但是， 最新研究則認為玻璃與塗層的熱膨脹系數差異產生的閉合應力是解釋玻璃強度提高的合理模型。 塗層雖然製造工藝簡單， 成本低， 但是塗層容易受到外部環境的影響。 塗層一旦受到破壞， 玻璃強度將明顯下降。 這是制約塗層發展的原因之一。3 結語普通玻璃強度的提高一直是玻璃深加工研究人員關注的焦點。 對於不同用途的玻璃可以根據設計要求採用不同的增強方法。 另外， 對於特殊用途的玻璃呵以採用結合傳統增強工藝的辦法提高強度。

B. 荷載規范8.3.3是指第一款和第三款是指什麼，玻璃幕牆屬於第幾款

玻璃幕牆是指用鋼化玻璃覆蓋牆壁的工程。鋼化玻璃是具有良好的機械性能和耐熱抗震性能的玻璃；鋼化玻璃破碎後呈無銳角的小碎片，實現了對人體的傷害極大地降低；鋼化玻璃具較良好的熱穩定性，能夠滿足建築上的環境冷熱變化、陽光、室內外遮光、供暖或冷氣的熱沖擊等要求條件。
使用材料：鋼化玻璃 鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，是經過強化處理，具有良好的機械性能和耐熱抗震性能的玻璃。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，改善了玻璃抗拉強度。鋼化玻璃的主要優點有兩條，第一是強度較之普通玻璃提高數倍，抗彎強度是普通玻璃的3到5倍，抗沖擊強度是普通玻璃5到10倍，提高強度的同時亦提高了安全性。 使用安全是鋼化玻璃第二個主要優點，其承載能力增大改善了易碎性質，即使鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片，對人體的傷害極大地降低了。鋼化玻璃的耐急冷急熱性質較之普通玻璃有2到3倍的高，一般可承受150LC以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。 鋼化玻璃按生產方法可分為化學鋼化法和物理鋼化法兩種。 物理鋼化玻璃 物理鋼化法是目前國內外廣泛應用的一種方法，其中按淬冷介質的不同，又可分為風冷鋼化、液冷鋼化和冷卻板鋼化。
玻璃幕牆的產品特點：
1． 安全性：破裂後呈碎小鈍角顆粒，對人體不會造成重大傷害。
2． 高強度：一般是同等厚度普通玻璃的3～5倍。
3． 撓 度：比普通玻璃大3～4倍。
4． 熱穩定性：鋼化玻璃能經受的溫差是退火玻璃的2～3倍，最高使用溫度則接近300℃。
5． 表面應力：69～168Mpa，物理鋼化玻璃具有特殊的應力結構，使其在受到破壞時碎片區域保留在框架之內，具備一定的抗沖擊性能。
6． 鋼化處理後的玻璃不能進行再加工. 產品標准： 國標GB/T9963-1998 產品用途： 適用於需要抵擋稍強風壓及熱輻射的建築物外牆、玻璃門窗、室內隔斷等，特別適應夾層玻璃天棚。
生產參數： 最大規格：3000×2200 產品厚度：4～19 生產品種：水平鋼化玻璃 化學鋼化玻璃 化學鋼化玻璃（又稱離子交換增強玻璃）：通過離子交換，玻璃表層鹼金屬離子被熔鹽中的其它鹼金屬離子置換，使機械強度提高的玻璃。

C. 鋼化玻璃是怎樣冶成的

玻璃鋼化的方法主要有物理鋼化法和化學鋼化法。
所謂物理鋼化法就是版將玻璃加熱至接近權玻璃的軟化溫度, 然後對其兩側同時吹以空氣使其迅速冷卻, 以增加玻璃的機械強度和熱穩定性的生產方法。加熱玻璃的淬冷是甩物理鋼化法生產鋼化玻璃的一個重要環節, 對玻璃淬冷的基本要求是快速且均勻地冷卻, 從而獲得均勻分布的應力, 為得到均勻的冷卻玻璃, 就必須要求冷卻裝置有效疏散熱風、便於清除偶然產生的碎玻璃並應盡
量降低其噪音。
化學鋼化法即是通過化學方法改變玻璃表面組分, 增加表面層壓應力, 以增加玻璃的機械強度和熱穩定性。由於它是通過離子交換使玻璃增強, 所以又稱為離子交換增強法。根據交換離子的類型和離子交換的溫度又可分為低於轉變點溫度的離子交換法簡稱低溫法 和高於轉變點溫度
的離子交換法簡稱高溫法。

參考：http://..com/question/440376325.html

D. 鋼化玻璃是一類性能良好的玻璃，它可以克服玻璃質脆易碎的缺點。離子交換法是玻璃進行鋼化的一種重要方法

(1)純鹼；來石灰石；自Na 2 CO 3 +SiO 2 CaSiO 3 +CO 2 ↑ (2)4HF+SiO 2 =SiF 4 ↑+2H 2 O (3)化學變化 (4)不能；碳酸氫鉀在475℃時會分解得到二氧化碳氣體，影響玻璃的質量

E. 為什麼鋼化玻璃與普通玻璃成分相同，但是卻比普通玻璃來的堅固

我來說直來白點吧，就是說自玻璃在燒熱以後，表面急速風冷使玻璃表面通過熱脹冷縮的原理往玻璃內部收縮。然後調小風壓。使玻璃內部的材質勻速降溫。好了。玻璃有有了一種往外的膨脹力。傳說中的應力。這個應力在我們使用中可以抵消很多外部的力量，外面的力量沒有應力大，玻璃就不會爛。
再來說為什麼破損成顆粒狀，因為應力層破壞了，裡面的力量就會宣洩而出，因為整版玻璃都有力量被鎖在裡面。所以他們就找到了自己的方法釋放力量，全都都在放所以說就變成個體的小顆粒了

F. 什麼是強化玻璃

強化玻璃又稱鋼化玻璃，它是利用平板或浮法玻璃加熱到一定溫度後版迅速冷卻或經化權學方法進行處理的玻璃，除保持原有的透明可視性外還能抵抗低溫急變，機械強度高、耐沖擊、即使破碎，也是形成5mm左右無尖銳稜角的小顆粒狀碎片，對人的傷害較小。鋼化玻璃是一種安全玻璃，普通用來做商店、酒店的玻璃門和汽車的邊側窗玻璃。