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玻璃的物理钢化法(一)

来源:http://www.landvac.cn/news/77.html  发布时间:2016-12-22

    物理钢化法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,物理钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。物理钢化方法很多,按冷却介质来分,可分为:气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等。本文主要介绍气体介质钢化法和液体介质钢化法。
1、气体介质钢化法    
    气体介质钢化法,即风冷钢化法。包括水平辊道钢化、水平气垫钢化、垂直钢化等方法。所谓风冷钢化法就是将玻璃加热至接近玻璃的软化温度(650~700摄氏度),然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却,以增加玻璃的机械强度和热稳定性的生产方法。加热玻璃的淬冷是用物理钢化法生产钢化玻璃的一个重要环节,对玻璃淬冷的基本要求是快速且均匀地冷却,从而获得均匀分布的应力,为得到均匀的冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生的碎玻璃并应尽量降低其噪音。    
    风冷钢化的优缺点:风冷钢化的优点是成本较低,产量较大,具有较高的机械强度、耐热冲击性(安全工作温度可达287.78摄氏度)和较高的耐热梯度(能经受204.44摄氏度),而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片,可减轻对人体的伤害。但是对玻璃的厚度和形状有一定的要求(所钢化的玻璃最小厚度一般在3mm左右),而且冷却速度慢,能耗高,对于厚度小于3mm的薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形的问题,无法在光学质量要求较高的领域内应用。    
    适用范围:兰迪钢化炉属于气体介质钢化法,目前气体介质钢化技术应用广泛,多用在建筑家俬、汽车、家电、太阳能等行业。
2、液体介质钢化法
    液体介质钢化法,即液冷法。所谓液冷法就是将玻璃加热到接近软化点后,放人盛满液体的急冷槽内进行钢化。此时作为冷却介质可以采用盐水,如硝酸钾、亚硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠等的混合盐水。此外,还可以采用矿物油作为冷却介质,当然也可以向矿物油中加入甲苯或四氯化碳等添加剂。一些特制的淬冷油及硅酮油等也可以使用。在进行液体钢化时,由于玻璃板的边部先进入急冷槽,因此会出现应力不均引起的炸裂。为了解决这一问题,可先用风冷或喷液等进行预冷,然后再放入有机液中急冷。也可以在急冷槽中放入水和有机溶液,有机溶液浮于水上面,当把加热后的玻璃放入槽中时,有机溶液起到预冷作用,吸收一部分热量,然后进入水中快速冷却除了采用浸入冷却液体,也可以采用液体喷雾法,但一般多用浸入法。英国的Triplex公司,最早在上世纪80年代就用液体介质法钢化出了厚度为0.75~1.5mm的玻璃,结束了物理钢化不能钢化薄玻璃的历史。液体钢化法的难点是建立起合理的液冷法工艺制度,在液冷钢化时应注意的两个问题:一是产生的过高的压应力层,二是避免玻璃炸裂。    
    液体介质钢化法的优缺点:采用液体介质钢化法,由于水的比热较大,气化热高,因此用量大为减少,从而能耗降低,成本减少,而且冷却速度快,安全性能高,变形较小。由于在冷却时是玻璃受热后插入液体介质中,因此对于面积较大的玻璃板来说容易受热不均而影响质量和成品率。    
    适用范围:主要适用于小规格薄玻璃及超薄玻璃的钢化,如眼镜玻璃。液晶显示屏玻璃,光学仪器仪表用玻璃等。

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