鋼化玻璃的理論強度和實際強度

　　鋼化玻璃(li)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械強(qiang)(qiang)度一般用抗壓強(qiang)(qiang)度、抗折強(qiang)(qiang)度、抗張(zhang)強(qiang)(qiang)度和抗沖擊強(qiang)(qiang)度等指標表示。從(cong)力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)角度來看，玻璃(li)之所以得到廣泛(fan)應用，就是因為它的(de)(de)(de)(de)抗壓強(qiang)(qiang)度高，硬度也(ye)高。然而，由于(yu)它的(de)(de)(de)(de)抗張(zhang)強(qiang)(qiang)度與抗折強(qiang)(qiang)度不高，并且脆性(xing)很大，使玻璃(li)的(de)(de)(de)(de)應用受到一定的(de)(de)(de)(de)限制。

　　鋼(gang)化(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)理論強(qiang)度(du)按照(zhao)Orowan假(jia)設計算等于11.76GPa,表面上無嚴(yan)重缺(que)陷的(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)纖維，其(qi)平均強(qiang)度(du)可達686MPa。玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)抗(kang)張強(qiang)度(du)一般在(zai)(zai) 34. 3~ 83.3MPa，而抗(kang)壓強(qiang)度(du)一般在(zai)(zai)4.9~1.96GPa。但是，實際上用作窗玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)和瓶罐(guan)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)抗(kang)折強(qiang)度(du)只有(you)6.86MPa，也就是比理論強(qiang)度(du)相差2~3個數(shu)量級(ji)。

　　鋼(gang)化玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)實際強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)低(di)的(de)(de)原因是由(you)于玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)脆(cui)性和(he)玻(bo)(bo)璃(li)中存(cun)在有微裂紋和(he)不均勻區所引起。由(you)于玻(bo)(bo)璃(li)受到應力作用時不會產生(sheng)流動，表(biao)面(mian)上的(de)(de)微裂紋便急劇擴展，并(bing)且應力集(ji)中，以至(zhi)于破裂。為了提高玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)機械強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，可(ke)采(cai)用退(tui)火、鋼(gang)化、表(biao)面(mian)處理與涂層、微晶(jing)化、與其他材料制成復合材料等方法。這些(xie)方法都能大大提高玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)機械強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，有的(de)(de)可(ke)使玻(bo)(bo)璃(li)抗(kang)折強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)成倍(bei)增(zeng)(zeng)加，有的(de)(de)甚至(zhi)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)幾十(shi)倍(bei)以上。

　　影響鋼化玻璃機械強度的主要因素有:

　　①玻璃強度與化學組成的關系

　　不同化學組成的玻(bo)璃(li)結構間的鍵強也不同，從而影響玻(bo)璃(li)的機械(xie)強度。各種(zhong)氧化物對玻(bo)璃(li)抗(kang)張強度的提高作用(yong)順序是(shi):

　　CaO>B203> BaO>Al2O3>PbO> K2O>Na20> (MgO,Fe2O3)

　　是(shi)各組成氧(yang)化物(wu)對(dui)玻璃抗壓強度(du)提高作用(yong)的順(shun)序(xu)是(shi):

　　Al2O;>(MgO,SiO2 ,ZnO)>B2O:>Fe2O:>(CaO,PbO)

　　②玻璃中的缺陷

　　宏觀缺陷如(ru)固態(tai)夾雜物、氣態(tai)夾雜物、化(hua)學(xue)不(bu)均(jun)勻(yun)等(deng)，由于其化(hua)學(xue)組成(cheng)與主體玻璃不(bu)一致而造(zao)成(cheng)內應力。

　　現象增加(jia)，使缺陷處積聚了更多的(de)應(ying)變(bian)能(neng)，圖(tu)1-13 玻(bo)璃的(de)強度與溫度的(de)關系(xi)