化学钢化玻璃详解..pdfVIP

化学钢化玻璃详解.--第1页

一、化学钢化的分类：

化学钢化的基本原理是用改变玻璃表面的组成来提高玻璃的强

度，目前有表面脱碱；涂复热膨胀系数小的玻璃，碱金属离子交换等

方法；碱金属离子交换可分为；高温型离子交换和低温型离子交换两

类；

二、离子交换化学钢化法；

把玻璃侵在高温熔融盐中，玻璃中的碱离子与熔盐中的碱离子因相互

扩散而发生离子交换，因在交换层产生压应力而使强度增大。

1、高温型离子交换法；

在玻璃的软化点与转变点之间的温度区域内，把含Na2O或K2O

的玻璃侵入锂的熔盐中，使玻璃中的Na+或与它们半径小的熔盐中的

Li+相交换，然后冷却至室温，由于含Li+的表层与含Na+或K+内层膨

胀系数不同，表面产生残余压力而强化，同时；玻璃中和含有AL203、

TiO2等成分时，通过离子交换，能产生膨胀系数极低的p—锂霞石

（LiO、AL2O3、2SiO2）结晶，冷却后的玻璃表面将产生很大的压力，

可得到强度高达700MPa的玻璃，次法的实例如下；将Sio257%—60%、

AL2o313．5%—23%、Na2o3．8%—11%、Li2o10%—13%（质量）玻璃在

600—750℃下侵在Li+、Na+、Ag+的熔盐中，玻璃中的Na+被Ag+或Li+

置换，产生双层交换层；外侧是p—锂霞石，内侧是偏硅酸锂结晶化玻

璃层，能极大的增高强度。

2、低温型离子交换法

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将玻璃侵在含有比玻璃中碱离

子半径大的碱离子熔盐中。例如；用Li+置换Na+，或用Na+置换K+，

然后冷却。由于碱离子的体积差造成表面压应力层，提高了玻璃的强

度。虽然比高温型交换速度慢，但由于钢化中玻璃不变形而具有实用

价值。

3、低温型离子交换法的工艺

（1）工艺流程

低温型离子交换法的工艺如下；

原片检验—切裁—磨边—清洗干燥—低温预热—高温预热—离子交换

—高温冷却—中温冷却—低温冷却—清洗干燥—检验—包装入库。

（2）工艺参数

熔盐材料：KNO3（一般用化学纯）

辅助添加剂：AI2O3粉、硅酸钾、硅藻土、其它

盐浴池熔盐温度:410～500℃

交换时间：根据产品增强需要而定

设计炉温：低温预热200～300℃

高温预热350～450℃

离子交换炉410～500℃

高温冷却炉350～450℃

中温冷却炉200～300℃

低温冷却炉150～200℃

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）容器的选择

对一定的熔盐，必须注意选择容器材料。大多数盐可以完全安全地盛

在不锈钢或高硅氧类玻璃烧杯内。含氯离子的熔盐对不锈钢有一定的

侵蚀作用，最好盛在高硅氧类玻璃烧杯内。为了防止意外事故，上述

容器必须放在一个更大的、周围围着细沙的容器内（温度波动可以控