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1、钢化玻璃,09光信息科学与技术01班,钢化玻璃概述,钢化玻璃（Tempered glass/Reinforced glass）属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,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。,钢化玻璃的历史,1、20世纪20年代出现具有实用价值的玻璃。2、1931年，实用化钢化玻璃产生，是法国圣哥班的专利。为垂直钢化法和燃气炉弯钢化法。3、70年代，水平辊道钢化玻璃技术产生，推动了钢化玻璃技术的迅猛发展。4、1909年，亨利.福特首次在汽车上使用玻璃做为前风
2、挡玻璃。5、20世纪50年代，美国最先采用曲面钢化玻璃作为汽车前风挡玻璃。6、1961年区域钢化玻璃技术问世，日本、美国、德国开始用区域钢化玻璃作为前风挡玻璃。7、2002年12月，中国对安全玻璃进行3C认证。,钢化玻璃的种类,1、按生产工艺分类：垂直法钢化玻璃和水平法钢化玻璃 。2、按玻璃原片分类：普通钢化玻璃和吸热钢化玻璃等。 3、按形状分类：平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。,垂直法钢化玻璃和水平法钢化玻璃,垂直法钢化玻璃:垂直法钢化玻璃工艺,也叫做玻璃吊钢化工艺。作为早期钢化玻璃生产工艺的一种形式,至今仍被玻璃加工厂家广泛采用,特别是用于生产汽车的前后窗挡风和家电、建筑装饰行业的双曲面钢化玻
3、璃和区域钢化玻璃领域。制作过程：将玻璃吊起，然后按加热，成形，淬冷等工艺生产的钢化玻璃，其中加热方式有两种：电加热和燃气加热，冷却时采用风冷却。成形方式：用阴膜和阳膜的对压完成，阴膜和阳膜上有吹风孔，吹风孔一般为矩形排列。质量特点：钢化后的玻璃隔一段时间后会出现自爆的现象，此种现象在吊钢化的生产中比较常见.,水平钢化玻璃:水平钢化玻璃最大特点是采用了水平辊道输送玻璃原片。在加热电炉中，玻璃与输送辊道及玻璃本土存在传导换热。换热分为两个同时进行的过程，即：输送辊道与输送玻璃的过程中，热由辊道传递到玻璃表面，玻璃表面将热量进一步传递给内成，直到温差消失为止。水平钢化玻璃在电炉的加热是以辐射热为主，
4、其辐射热波长在2.74.5m范围内，玻璃是完全吸收的。玻璃快速加热关键是提高加热元件在钢化温度范围内的波长，使之能够有效被玻璃吸收。综合采用提高辐射效率，设置强制对流，增大传导换热面积的方法，可以缩短加热时间，有效利用加热热量，可达到快速加目的,普通钢化玻璃和吸热钢化玻璃,普通钢化玻璃： 强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的35倍，抗冲击强度是普通玻璃510倍，提高强度的同时亦提高了安全性。使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有23倍的提高，一般可承受150LC以上的温差变化，对防
5、止热炸裂有明显的效果。钢化后的玻璃不能再进行切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。 钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃存在自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。广泛应用于高层建筑门窗、玻璃幕墙、室内隔断玻璃、采光顶棚、观光电梯通道、家具、玻璃护栏等,吸热钢化玻璃：.吸收太阳辐射热如6mm厚的透明浮法玻璃，在太阳光照下总透过热为84%，而同样条件下吸热玻璃的总透过热量为60%。吸热玻璃的颜色和厚度不同，对太阳辐射热的吸收程度也不同。吸收太阳可见光减弱太阳光的强度，起到反眩作用。具有一定的透明度能吸收一定的紫外线.由于述特点，吸热玻璃已广
6、泛用于建筑物的门窗、外墙以及用作车、船挡风玻璃等，起到隔热、防眩、采光及装饰等作用。吸收一部分太阳可见光 使刺目的阳光变得柔和，起防眩作用。,平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。,平面钢化玻璃:平面钢化玻璃厚度有3.4、5、6、8、10、12、15、19mm八种；曲面钢化玻璃厚度也有3.4、5、6、8、10、12、15、19mm八种。但曲面(即弯钢化)钢化玻璃对每种厚度都有个最大的弧度限制平面钢化玻璃的规格：最大尺寸：2440 5480mm部分厂家可生产3000 8000mm最小尺寸：200 200mm,曲面钢化玻璃:曲面钢化玻璃的规格：最大尺寸：2440 4500mm最小弯曲半径：880mm（56m
7、m 厚）1000mm（812mm 厚）1500mm（1519mm 厚）平面钢化玻璃常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等，曲面玻璃常用于汽车、火车及飞机等方面。,钢化玻璃的钢化原理和生产工艺,钢化基本原理钢化玻璃是将玻璃加热到接近软化化温度（这时处于粘性流动状态）这个温度范围我们称为钢化温度范围（620640），保温一定时间，然后经过快速冷却（有点像金属淬火），使玻璃内部具有很大的张应力，而在其表面产生更大的压应力。其作用就如同预应力钢筋混凝土构件利用受拉钢筋在需要增强的部份产生压应力一样。不同的是，预应力钢筋混凝土只在部份区域产生压应力，而钢化玻璃则是在全部表面产生压应力。钢化玻璃的张
8、应力存在于玻璃内部，当玻璃破碎时，能使玻璃保持在一起或者布满裂纹的集合体，内张应力在3032MPa时，可以产生6平方厘米的断裂面，把玻璃粉碎10mm左右的颗粒。,一般生产工艺过程a. 开始加热阶段： 玻璃片由室温进入钢化炉加热，由于玻璃是热的不良导体，所以此时内层温度低，外层温度高，外层开始膨胀，内层未膨胀，所以此时外层的膨胀受到内层的抑制表面产生了暂时的压应力，中心层为张应力，由于玻璃的抗压缩度高，所以虽然快速加热，玻璃片也不破碎。b. 继续加热阶段： 玻璃继续加热，玻璃内外层温差缩小等内外层都达到钢化温度时玻璃板内等应力。 c. 开始骤冷阶段（在开始吹风的前1.52秒） 玻璃片由钢化炉进入
9、风栅吹风，表面层温度下降低于中心温度，表面开始收缩，而中心层没有收缩，所以表面层的收缩受到中心层的抑制，使表面层受到暂时张应力，中心层形成压应力。,d. 继续骤冷阶段： 玻璃内外层进一步骤冷，玻璃表面层已硬化（温度已降到500以下），停止收缩，这时内层也开始冷却、收缩，而硬化了的表面层抑制了内层的收缩，结果使表面层产生了压应力，而在内层形成了张应力。 e. 继续骤冷（12秒内） 玻璃内外层温度都进一步降低，内层玻璃在此时降到500左右，收缩加速，在这个阶段外层的压应力，内层的张应力已基本形成，但是中心层还比较软，尚未完全脱离粘性流动状态，所以还不是最终的应力状态。f. 钢化完成（20秒内） 这
10、个阶段内外层玻璃都完全钢化，内外层温差缩小，钢化玻璃的最终应力形成，即外表面为压应力，内层为张应力。,不同生产工艺及其优缺点1.化学钢化法通过化学方法改变玻璃表面组分，增加表面层压应力，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的钢化方法称为化学钢化法。优缺点：化学增强玻璃强度与物理增强玻璃接近，热稳定性好，处理温度低，产品不易变形，且其产品不受厚度和几何形状的限制，使用设备简单，产品容易实现。但与物理钢化玻璃相比，化学钢化玻璃生产周期长，效率低而生产成本高，碎片与普通玻璃相仿，安全性差，且其性能不稳定，机械强度和抗冲击强度等物理性能易于消退，强度随时问衰减很快。 适用范围：化学钢化玻璃广泛应用于不同厚度
11、的平板玻璃，薄壁玻璃和瓶罐异形玻璃产品，还可用于防火玻璃。,2.物理钢化法物理钢化的原理就是把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却，使玻璃表面急剧收缩，产生压应力，而玻璃中层冷却较慢，还来不及收缩，故形成张应力，使玻璃获得较高的强度。一般来说冷却强度越高，则玻璃强度越大。适用范围：目前物理钢化技术应用广泛，物理钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。,结论综上所述，化学钢化适用于对薄玻璃、要求精度高或形状复杂的玻璃进行钢化，其产品大都用于眼镜、航空玻璃、电子用基板玻璃等特殊用途。但是，化学钢化产品寿命较短，一般为3年以下，而物理钢化产品寿命超过30年；微粒钢化玻璃工艺可生产强度高、无应力斑纹的优质薄钢化
12、玻璃，但会影响玻璃的表面质量；液体钢化玻璃工艺适用于小规格薄玻璃及超薄玻璃的钢化。此外还有酸腐蚀对玻璃强度也会产生影响，酸腐蚀的原理是通过酸侵蚀除去玻璃表面裂纹层或使裂纹尖端钝化，减小应力集中，以恢复玻璃固有的高强特性。也可将上述几种玻璃增强技术有机的结合起来，发挥各自的长处，充分提高玻璃的强度，就形成了所谓的综合增强技术,钢化玻璃的优点,1.安全性。其承载能力增大改善了易碎性质，当玻璃被外力破坏时，碎片成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒，减少对人体的伤害。 2.高强度。同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的35倍，抗弯强度是普通玻璃的35倍, 抗冲击强度是普通玻璃510倍。 3.热稳定性。钢化玻璃
13、具有良好的热稳定性，耐急冷急热性质较之普通玻璃有23倍的提高，一般可承受 150LC以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。,钢化玻璃的应用范围,随着产品的种类及加工技术的不断更新，现在钢化玻璃的应用范围也随之变的越来越广泛。通常钢化玻璃可以应用在以下几个行业： 1、建筑，装饰行业（例：门窗、幕墙、室内装修等） 2、家具制造行业（玻璃茶几、家具配套等） 3、家电制造行业（电视机、烤箱、空调、冰箱等产品） 4、电子、仪表行业（手机、MP3、MP4、钟表等多种数码产品） 5、汽车制造行业（汽车风挡玻璃等） 6、日用制品行业（玻璃菜板等） 7、特种行业（军工用玻璃）,钢化玻璃在建筑、装饰中的应用,
14、钢化玻璃在家具中的应用,钢化玻璃在汽车、数码上的应用,钢化玻璃的光学应用,钢化玻璃的缺点,1 钢化后的玻璃不能再进行切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。2 钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃存在自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。,钢化玻璃的自爆,钢化玻璃自爆危险，同学日常生活中一定要注意哦！,钢 化 玻 璃 的 鉴 别,1、碎片状态鉴别法形成比较规则的小碎片的是一般的钢化玻璃；大部分是规则的小碎片，中心区有小部分是比较大的碎片，那就是区域钢化玻璃；此外就不是钢化玻璃。 2、光反射鉴别法看着玻璃反射的天空或窗子的光，并缓缓地改变观
15、察的角度。如果是钢化玻璃，就可能看见玻璃表面上有一列列蓝灰色规则的、中间颜色深、边界浅而模糊的圆形，或椭圆形，或长条形图案。但只有部分钢化玻璃的应力纹可用肉眼直接看到。,钢化玻璃的挑选,1看碎片：可察看商家切割下的边角废料破碎后是否成为细小的钝角颗粒，依此判断是否合格。 2看应力斑：在某些特殊的自然光(或偏振光)条件下，观察钢化玻璃的反射光，能够看见玻璃表面存在明暗相间的条纹，这种亮度不一致的条纹称为应力斑。 3看平整度：钢化玻璃的平整度略差于退火玻璃，应通过比较选择平整度好的。 4看是否经过均质处理：自爆是钢化玻璃的固有特性，很难避免。但如果通过均质处理，就可以消除90以上的自爆隐患。,钢化
16、玻璃国内市场,国内生产情况(2010年前三季度)1.累计生产情况2010 年19 月，我国累计生产钢化玻璃15155.32 万平方米，同比增长37.51%，增幅比上年同期上升了39.07 个百分点。2.月度生产情况2010 年7 月，我国生产钢化玻璃1788.70 万平方米，同比增长37.92%，增幅比上年同期上升了39.64 个百分点。8 月，我国生产钢化玻璃1777.14 万平方米，同比增长31.71%，增幅比上年同期上升了16.48 个百分点。9 月，我国生产钢化玻璃1901.91 万平方米，同比增长26.18%，增幅比上年同期下降了0.24 个百分点。,3.各地区生产情况2010 年1
17、9 月，我国钢化玻璃累计产量为15155.32 万平方米，其中，累计产量前5 个省（市、区）是浙江、江苏、广东、河北、山东，累计产量分别为2773.55、2364.00、1367.57、1261.15、1102.70 万平方米，其累计产量合计占全国钢化玻璃总产量的58.52%。19 月，我国钢化玻璃累计产量同比增长为37.51%，其中，累计产量同比增长较快的地区是贵州、河北、甘肃、福建、江苏等省（市、区），累计产量同比增长分别为163.56%、89.36%、79.57%、64.44%、61.58%，增速分别高于全国平均水平126.05、51.85、42.06、26.93、24.07 个百分点。
18、,市场前景1.人民生活的需求钢化玻璃是由平板玻璃经过特别处理后制成。它的强度很大，是普通玻璃的3到5倍，具有较好的抗冲击、抗弯以及耐极冷、极热的性能，即使破损也呈无锐角的小碎片，能极大降低对人体的伤害，因此，最适宜制成各类门窗,橱柜,浴具。如今市场上的玻璃家具绝大多数都是钢化玻璃产品。2.生产技术的进步钢化玻璃作为一种安全玻璃，被广泛应用于建筑等领域，但是钢化玻璃的自爆问题限制了它的应用范围。但是，随着钢化玻璃生产技术的不断,发展，出现了各种降低钢化玻璃自爆率的方法。专家经过长期研究发现，玻璃内部存在的NiS结石是造成钢化玻璃自爆的主要原因。对钢化玻璃进行均热控制防止引起NiS逆向相变或相变不完全，以大大降低钢化玻璃的自爆率。3.建筑行业的发展2008年10月26日，全国建筑用玻璃标准化技术委员会在北京召开了玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法、建筑玻璃均布静载模拟风压试验方法、玻璃材料弯曲强度试验方法三项行业标准审查会议。我们可以清晰地看出玻璃行业发展的重要趋势提高加工玻璃的比例，尤其是节能玻璃和安全玻璃的比例。而钢化玻璃作为我国安全玻璃标准所规定的安全玻璃的一种，也将会有更广阔的市场前景。,
