鋼化玻璃的理論強(qiáng)度和實(shí)際強(qiáng)度

　　鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度一般用抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度等指標(biāo)表示。從力學(xué)性能的角度來(lái)看，玻璃之所以得到廣泛應(yīng)用，就是因?yàn)樗目箟簭?qiáng)度高，硬度也高。然而，由于它的抗張強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度不高，并且脆性很大，使玻璃的應(yīng)用受到一定的限制。

　　鋼化玻璃的理論強(qiáng)度按照Orowan假設(shè)計(jì)算等于11.76GPa,表面上無(wú)嚴(yán)重缺陷的玻璃纖維，其平均強(qiáng)度可達(dá)686MPa。玻璃的抗張強(qiáng)度一般在 34. 3~ 83.3MPa，而抗壓強(qiáng)度一般在4.9~1.96GPa。但是，實(shí)際上用作窗玻璃和瓶罐玻璃的抗折強(qiáng)度只有6.86MPa，也就是比理論強(qiáng)度相差2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　鋼化玻璃的實(shí)際強(qiáng)度低的原因是由于玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂紋和不均勻區(qū)所引起。由于玻璃受到應(yīng)力作用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，表面上的微裂紋便急劇擴(kuò)展，并且應(yīng)力集中，以至于破裂。為了提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，可采用退火、鋼化、表面處理與涂層、微晶化、與其他材料制成復(fù)合材料等方法。這些方法都能大大提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，有的可使玻璃抗折強(qiáng)度成倍增加，有的甚至增強(qiáng)幾十倍以上。

　　影響鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度的主要因素有:

　　①玻璃強(qiáng)度與化學(xué)組成的關(guān)系

　　不同化學(xué)組成的玻璃結(jié)構(gòu)間的鍵強(qiáng)也不同，從而影響玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。各種氧化物對(duì)玻璃抗張強(qiáng)度的提高作用順序是:

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

　　是各組成氧化物對(duì)玻璃抗壓強(qiáng)度提高作用的順序是:

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

　　②玻璃中的缺陷

　　宏觀缺陷如固態(tài)夾雜物、氣態(tài)夾雜物、化學(xué)不均勻等，由于其化學(xué)組成與主體玻璃不一致而造成內(nèi)應(yīng)力。

　　現(xiàn)象增加，使缺陷處積聚了更多的應(yīng)變能，圖1-13 玻璃的強(qiáng)度與溫度的關(guān)系