閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
光學設計軟件

玻璃鏡片的多種鋼化方法及優缺點

網絡 來源:廣東(dong) 星之球2011-08-03 我要評論(0 )   

1、化學鋼化法 通過化學方法改變玻璃 表麵組分,增加表麵層壓應力,以增加玻璃的機械強度和熱穩定性的鋼化方法稱為(wei) 化學鋼化法。由於(yu) 它是通過離子交換使玻璃增強,所以又...

    1、化學鋼化法
  通過化學方法改變玻璃 表麵組分,增加表麵層壓應力,以增加玻璃的機械強度和熱穩定性的鋼化方法稱為(wei) 化學鋼化法。由於(yu) 它是通過離子交換使玻璃增強,所以又稱為(wei) 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(wei) 低於(yu) 轉變點度的離子交換法(簡稱低溫法)和高於(yu) 轉變點溫度的離子交換法(簡稱高溫法)。化學增強法的原理是:根據離子擴散的機理來改變玻璃的表麵組成,在一定的溫度下把玻璃浸入到高溫熔鹽中,玻璃中的堿金屬離子與(yu) 熔鹽中的堿金屬離子因擴散而發生相互交換,產(chan) 生“擠塞”現象,使玻璃表麵產(chan) 生壓縮應力,從(cong) 而提高玻璃的強度。
  根據玻璃的網絡結構學說,玻璃態的物質由無序的三維空間網絡所構成,此網絡是由含氧的離子多麵體(ti) 構成的,其中心被sAl或P離子所占據。這些離子同氧離子一起構成網絡,網絡中填充堿金屬離子(;nNa,K)和堿土金屬離子。其中堿金屬離子較活潑,很易從(cong) 玻璃內(nei) 部析出,化學鋼化法就是基於(yu) 離子自然擴散和相互擴散,以改變玻璃表麵層的成分,從(cong) 而形成表麵壓應力層的。但離子交換法所產(chan) 生的表麵壓應力層比較薄,對表麵微缺陷十分敏感,很小的表麵劃傷(shang) ,就足以使玻璃強度降低。
  優(you) 缺點:化學增強玻璃強度與(yu) 物理增強玻璃接近,熱穩定性好,處理溫度低,產(chan) 品不易變形,且其產(chan) 品不受厚度和幾何形狀的限製,使用設備簡單,產(chan) 品容易實現。但與(yu) 物理鋼化玻璃相比,化學鋼化玻璃生產(chan) 周期長(交換時間長達數十小時),效率低而生產(chan) 成本高(熔鹽不能循環利用,且純度要求高),碎片與(yu) 普通玻璃相仿,安全性差,且其性能不穩定(化學穩定性不好),機械強度和抗衝(chong) 擊強度等物理性能易於(yu) 消退(也稱鬆馳),強度隨時問衰減很快。
  適用範圍:化學鋼化玻璃廣泛應用於(yu) 不同厚度的平板玻璃,薄壁玻璃和瓶罐異形玻璃產(chan) 品,還可用於(yu) 防火玻璃。
  2、物理鋼化法
  物理鋼化的原理就是把玻璃加熱到適宜溫度後迅速冷卻,使玻璃表麵急劇收縮,產(chan) 生壓應力,而玻璃中層冷卻較慢,還來不及收縮,故形成張應力,使玻璃獲得較高的強度。一般來說冷卻強度越高,則玻璃強度越大。物理鋼化方法很多,按冷卻介質來分,可分為(wei) :氣體(ti) 介質鋼化法、液體(ti) 介質鋼化法、微粒鋼化法、霧鋼化法等。
  2.1、氣體(ti) 介質鋼化法
  氣體(ti) 介質鋼化法,即風冷鋼化法。包括水平氣墊鋼化、水平輥道鋼化、垂直鋼化等方法。所謂風冷鋼化法就是將玻璃加熱至接近玻璃的軟化溫度(650~700。C),然後對其兩(liang) 側(ce) 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(chan) 方法。加熱玻璃的淬冷是用物理鋼化法生產(chan) 鋼化玻璃的一個(ge) 重要環節,對玻璃淬冷的基本要求是快速且均勻地冷卻,從(cong) 而獲得均勻分布的應力,為(wei) 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(yu) 清除偶然產(chan) 生的碎玻璃並應盡量降低其噪音。
  優(you) 缺點:風冷鋼化的優(you) 點是成本較低,產(chan) 量較大,具有較高的機械強度、耐熱衝(chong) 擊性(最大安全工作溫度可達287.78。c)和較高的耐熱梯度(能經受204.44。C),而且風冷鋼化玻璃除能增強機械強度外,在破碎時能形成小碎片,可減輕對人體(ti) 的傷(shang) 害。但是對玻璃的厚度和形狀有一定的要求(國產(chan) 設備所鋼化的玻璃最小厚度一般在3mm左右),而且冷卻速度較慢,能耗高,對於(yu) 薄玻璃,鋼化過程中還存在玻璃變形的問題,無法在光學質量要求較高的領域內(nei) 應用。適用範圍:目前空氣鋼化技術應用廣泛,空氣鋼化的玻璃多用在汽車、艦船、建築物上。
  2.2、液體(ti) 介質鋼化法液體(ti) 介質鋼化法,即液冷法。
  液體(ti) 介質鋼化法液體(ti) 介質鋼化法,即液冷法。所謂液冷法就是將玻璃加熱到接近軟化點後,放人盛滿液體(ti) 的急冷槽內(nei) 進行鋼化。此時作為(wei) 冷卻介質可以采用鹽水,如硝酸鉀、亞(ya) 硝酸鉀、硝酸鈉、亞(ya) 硝酸鈉等的混合鹽水。此外,還可以采用礦物油作為(wei) 冷卻介質,當然也可以向礦物油中加入甲苯或四氯化碳等添加劑。一些特製的淬冷油及矽酮油等也可以使用。在進行液體(ti) 鋼化時,由於(yu) 玻璃板的邊部先進入急冷槽,因此會(hui) 出現應力不均引起的炸裂。為(wei) 了解決(jue) 這一問題,可先用風冷或噴液等進行預冷,然後再放入有機液中急冷。也可以在急冷槽中放入水和有機溶液,有機溶液浮於(yu) 水上麵,當把加熱後的玻璃放入槽中時,有機溶液起到預冷作用,吸收一部分熱量,然後進入水中快速冷卻除了采用浸入冷卻液體(ti) ,也可以采用液體(ti) 噴霧法,但一般多用浸入法。英國的Triplex公司,最早在上世紀80年代就用液體(ti) 介質法鋼化出了厚度為(wei) 0.75~1.5mm的玻璃,結束了物理鋼化不能鋼化薄玻璃的曆史。液體(ti) 鋼化法的難點是建立起合理的液冷法工藝製度,在液冷鋼化時應注意的兩(liang) 個(ge) 問題:一是產(chan) 生的過高的壓應力層,二是避免玻璃炸裂。
  優(you) 缺點:采用液體(ti) 介質鋼化法,由於(yu) 水的比熱較大,氣化熱高,因此用量大為(wei) 減少,從(cong) 而能耗降低,成本減少,而且冷卻速度快,安全性能高,變形較小。由於(yu) 在冷卻時是玻璃受熱後插入液體(ti) 介質中,因此對於(yu) 麵積較大的玻璃板來說容易受熱不均而影響質量和成品率。
  適用範圍:主要適用於(yu) 鋼化各種麵積不大的薄玻璃,如眼鏡玻璃。液晶顯示屏玻璃,光學儀(yi) 器儀(yi) 表用玻璃等。
  2.3、微粒鋼化法
  此法是把玻璃加熱到接近軟化溫度後,於(yu) 流化床中經固體(ti) 微粒一般為(wei) 粒度小於(yu) 200m的氧化鋁微粒淬冷而使玻璃獲得增強的一種工藝方法。從(cong) 理論上看用固體(ti) 作為(wei) 冷卻介質可以製造出更薄、更輕、強度更高的鋼化玻璃,故上個(ge) 世紀70年代中期至80年代初期,英國、日本、比利時、德國等陸續將此技術應用於(yu) 生產(chan) 。
  優(you) 缺點:微粒鋼化法可鋼化超薄玻璃。強度高、質量好。是目前製造高性能鋼化玻璃的一項先進技術。微粒鋼化新工藝與(yu) 傳(chuan) 統的風鋼化工藝相比。冷卻介質的冷卻能大,適於(yu) 鋼化超薄玻璃,節能效果顯著(節能約40%)。但微粒鋼化工藝的冷卻介質成本較高。
  適用範圍:高強度,高精度的薄玻璃和超薄玻璃。
  2.4、霧鋼化法
  以霧化水做為(wei) 冷卻介質,利用噴霧排氣裝備,可使玻璃在鋼化過程中冷卻更均勻,能耗更小,鋼化後的性能更好。噴霧排氣裝備由若幹相互並列連接且排布在底板上的柵格形桶狀結構構成,每個(ge) 桶狀結構由底板、隔板、噴嘴和若幹排氣孑L構成。類似於(yu) 氣體(ti) 法,但使用的冷卻介質不是空氣,而是霧化水.特征在於(yu) 以霧化水為(wei) 冷卻介質,對玻璃進行鋼化處理。水的比熱較大,所有的液體(ti) 中水的氣化熱也是最高的。在玻璃的鋼化過程中,水霧連續不斷地噴到加熱後的玻璃表麵,呈微粒狀的霧化水迅速吸熱成為(wei) 100℃的水,再氣化,利用水的比熱大及氣化熱高這一特點。將玻璃表麵的大量熱瞬間帶走(吸收),使玻璃淬火鋼化,在玻璃表麵造成永久性的壓縮應力,從(cong) 而提高玻璃的抗張能力,使玻璃鋼化。水霧(霧化水)可由壓縮空氣噴吹法、蒸汽噴吹法或液壓噴霧法等噴向被加熱的玻璃表麵,由於(yu) 霧化水接觸到赤熱的玻璃後會(hui) 迅速吸熱並氣化膨脹,若令其自由擴散.則會(hui) 影響玻璃的均勻冷卻,易使玻璃炸裂。為(wei) 此。需設計有獨特的噴霧排氣設備,使得已氣化和膨脹的水氣可就地抽走。而不會(hui) 沿著玻璃表麵擴散。霧鋼化優(you) 缺點:冷卻介質易得,成本低、不汙染環境,還可鋼化一般氣體(ti) 、液體(ti) 及微粒鋼化所不能鋼化的薄玻璃。但冷卻均勻性較難控製。適用範圍:因其冷卻製度較難控製,目前應用較少。#p#分頁標題#e#
  3、結束語
  綜上所述,化學鋼化適用於(yu) 對薄玻璃、要求精度高或形狀複雜的玻璃進行鋼化,其產(chan) 品大都用於(yu) 眼鏡、航空玻璃、電子用基板玻璃等特殊用途。但是,化學鋼化產(chan) 品壽命較短,一般為(wei) 3年以下,而物理鋼化產(chan) 品壽命超過30年;微粒鋼化玻璃工藝可生產(chan) 強度高、無應力斑紋的優(you) 質薄鋼化玻璃,但會(hui) 影響玻璃的表麵質量;液體(ti) 鋼化玻璃工藝適用於(yu) 小規格薄玻璃及超薄玻璃的鋼化。此外還有酸腐蝕對玻璃強度也會(hui) 產(chan) 生影響,酸腐蝕的原理是通過酸侵蝕除去玻璃表麵裂紋層或使裂紋尖端鈍化,減小應力集中,以恢複玻璃固有的高強特性。也可將上述幾種玻璃增強技術有機的結合起來,發揮各自的長處,充分提高玻璃的強度,就形成了所謂的綜合增強技術。

轉載請注明出處。

免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬於(yu) fun88网页下载,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權範圍內(nei) 使 用,並注明"來源:fun88网页下载”。違反上述聲明者,本網將追究其相關(guan) 責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體(ti) ,轉載目的在於(yu) 傳(chuan) 遞更多信息,並不代表本媒讚同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯係我們(men) 刪除。
③ 任何單位或個(ge) 人認為(wei) 本網內(nei) 容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書(shu) 麵權利通知,並提供身份證明、權屬證明、具體(ti) 鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件後,將會(hui) 依法盡快移除相關(guan) 涉嫌侵權的內(nei) 容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀