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钢化玻璃发展历史

钢化玻璃

 钢化玻璃的发展最初可以追溯到17世纪中期,有一位叫罗伯特的莱茵国王子,曾经做过了一个有趣的实验,他把一滴熔融的玻璃液放在冰冷的水里,结果制成了一种极坚硬的玻璃。这种高强度的颗粒状玻璃就像水滴,拖有长而弯曲的尾巴,称为“罗伯特王子小粒”。可 是当小粒的尾巴受到弯曲而折断时,令人奇怪的是整个小粒因此突然剧烈崩溃,甚至成了细粉。上述作法,很像金属的淬火,而这是玻璃的淬火。这种淬火并没有使玻璃的成分发生任何变化,所以又叫它是物理淬火(physical tempered),因此钢化玻璃称为tempered glass,也叫淬火玻璃。  玻璃钢化的第一个专利于1874年由法国人获得,钢化方法是将玻璃加热到接近软化温度后,立即投入一温度相对低的液体槽中,使表面应力提高。这种方法即是早期液体钢化方法。德国的Frederick Siemens于1875年获得一项专利,美国马萨诸塞州的Geovge E.Rogens于1876年将钢化方法应用于玻璃酒杯和灯柱。同年,新泽西州的HughO’heill获得了一项专利。

   20世纪30年代,法国的圣戈班公司和美国的特立普勒克斯公司,以及英国的皮尔金顿公司都开始生产供给汽车作挡风用的大面积平板钢化玻璃。日本在20世纪30年代也相继进行了钢化玻璃工业生产。从此世界开始了大规模生产钢化玻璃的时代。  1970年以后,英国的Triplex公司用液体介质钢化厚度为0.75~1.5mm的玻璃获得成功,结束了物理钢化不能钢化薄玻璃的历史,这是钢化玻璃技术的一个重大突破。  中国的钢化玻璃历史最初始于1955年,有上海耀华玻璃厂开始试制,1958年秦皇岛市钢化玻璃厂试产成功。1965年秦皇岛耀华玻璃厂开始生产军工用钢化玻璃,20世纪70年代洛阳玻璃厂首家引进了比利时钢化设备。同期沈阳玻璃厂化学钢化玻璃投入生产。  20世纪70年代开始钢化玻璃技术在世界范围内得到了全面的推广和普及,钢化玻璃在汽车、建筑、航空、电子等领域开始使用,尤其在建筑和汽车方面发展最快。  工艺原理  钢化玻璃其实是一种预应力玻璃。它与我们学习过的预应力钢筋混凝土十分类似,只不过后者是直接通过钢筋的张拉使其产生轴向的预压应力,而前者是通过玻璃热胀冷缩的属性使其在表面产生预压应力。那我们为什么要让其在表面产生预压应力呢? 

我们已经学习过,像玻璃、混凝土、铸铁这类材料都有一个致命的缺陷,那就是脆性大,他们几乎没有一点塑性,而我们知道,脆性材料只适合抗压而不适合抗拉,它们的失效正是其抗拉强度过低造成的。当玻璃受到荷载和冲击而破碎时,一定是玻璃的某处表面因拉应力过大而开裂破坏的。那么,我们不妨事先让其在表面产生压应力,这样,当其再受到荷载和冲击时,本来要产生拉应力的地方就会因为预压应力的存在而使拉应力部分或完全地抵消掉,从而提高玻璃的强度和抗冲击能力。