鋼化玻璃的理論強度和實際強度

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

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

　　鋼化玻璃的實際強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)力作用時不會產(chǎn)生流動，表面上的微裂紋便急劇擴展，并且應(yīng)力集中，以至于破裂。為了提高玻璃的機械強度，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械強度，有的可使玻璃抗折強度成倍增加，有的甚至增強幾十倍以上。

　　影響鋼化玻璃機械強度的主要因素有:

　　①玻璃強度與化學(xué)組成的關(guān)系

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

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

　　是各組成氧化物對玻璃抗壓強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 玻璃的強度與溫度的關(guān)系