当前位置： 工艺玻璃 >> 工艺玻璃发展 >> 恢复玻璃本征强度的工艺概述
玻璃的理论强度本文称之为本征强度，应力可达到MPa以上，即与钢板的强度相当并超出。玻璃增强技术，实际是如何还原玻璃本征强度的技术，长期以来，科学家致力于研究探索玻璃增强的技术，即围绕消除、减少或钝化玻璃表面和边部缺陷、微裂纹，目的是为最大程度恢复玻璃的原有强度。
迄今为止，人们通过多种途径来提高玻璃的强度或恢复玻璃本征强度，主要工艺或方法有：（1）快速风冷钢化法（物理钢化），玻璃加热至软化状态后立即以风为介质淬冷（也有以微粒、水雾为介质的，但未普及），玻璃温度平衡后，温度梯度消失，玻璃表面产生了压应力层，内部产生了张应力，玻璃具有了一种均匀而有规律分布的永久内应力，再加上玻璃经加热至软化状态时微裂纹钝化，从而提高了玻璃的强度，这种能改善玻璃性能的热处理方法称为钢化工艺，物理（风冷）法钢化玻璃的抗冲击强度是一般玻璃的3～5倍或以上。钢化玻璃破碎时，碎片颗粒小，不易伤人，行业标准JGJ—《建筑玻璃应用技术规程》把它与夹层玻璃一起列为安全玻璃品种之一。（2）离子交换法（化学钢化），常用的化学钢化玻璃是采用低温离子交换工艺生产，在一定温度条件（～℃）下把玻璃沉浸在熔盐中，玻璃中的小半径碱金属离子与熔盐中的大半径碱金属离子互相交换，产生互扩散过程，在玻璃表层产生具有很大应力值的压应力层（几微米至数百微米的深度），导致玻璃表面的微裂纹大部分消失或钝化，从而提高玻璃的强度。（3）酸洗＋化学钢化法，玻璃经酸洗后能去除大部分的微裂纹，未被去除的微裂纹也会被钝化，传统酸洗工艺使用的是氢氟酸，不易得到光滑的玻璃表面，酸洗侵蚀后产生的盐类，如Na2SiF6、CaF2等都附着在玻璃表面。本文所述的酸洗工艺改进了传统单用氢氟酸酸洗的工艺，在氢氟酸中加入硫酸和硝酸2%～3％，玻璃经酸洗后表面微裂纹大部分消除或被钝化，强度可达到～MPa。由于酸洗化学腐蚀后玻璃表面无法保持而容易产生损伤，所以不能单独使用化学腐蚀法，必须结合强化工艺或镀膜工艺等处理才能得到应有的效果。在实际应用中，经化学侵蚀酸洗后的玻璃一是要快速（1h以内，越快越好）钢化或镀膜处理，二是酸洗后的玻璃表面要避免擦碰，所以选择钢化工艺时，一般不采取与辊道接触的物理钢化法而采用化学钢化法。（4）玻璃表面涂层，玻璃综合增强技术中的表面保护主要是玻璃表面涂层，如有机硅涂层。在研究了涂层的抗划伤及抗外界环境的侵蚀能力后，技术人员确定了AF膜层最为适合，AF膜实际上是由特殊结构的氢硅树脂配制而成的一种含氢涂料经纳米技术在基材表面制成的薄膜。含氢主要成分为十七氢葵基三乙氧基硅烷，该膜层具有防水防污、绝缘耐酸、耐磨抗划痕等功能，其附着力、成膜薄性、透光率等性能优越，不易附着指纹等污染物，便于清洁打理，能长期保持产品的品质。此外还有激光切割、等离子体原位处理技术等方法。
还原玻璃本征强度的结合或复合工艺，几种较佳组合或复合工艺：
（1）酸洗＋化学钢化＋表面涂层（涂膜或镀膜），按上述酸洗方法并立即化学钢化，随后再作涂膜或镀膜，对上述工艺增强的效果作保持措施。该组合工艺优点是玻璃在钢化前加了酸洗工序，玻璃增强效果更佳，因钢化工艺是选用的化学钢化，增加镀膜工艺对酸洗的效果并进一步保持，并可避免化学钢化玻璃应力松弛。缺点是制造成本高。（2）酸洗＋表面涂层（镀膜）＋物理钢化，酸洗后必须立即表面涂层，再进行物理钢化加强。该组合工艺适于厚度3mm以上玻璃，玻璃增强效果明显，制造成本也不高。缺点是不能加工2mm以下薄玻璃。（3）激光切割＋化学钢化＋镀膜，玻璃激光切割（含割孔、割槽等）后玻璃边部的缺陷和微裂纹都被消除，加上化学钢化对玻璃表面的微裂纹作消除钝化处理，二次化学钢化（ESP）效果更好，再进行双面镀膜对化学钢化的增强效果作保持，避免其随使用时间产生应力松弛。（4）激光切割＋玻璃表面等离子体原位处理技术＋镀膜，玻璃表面等离子体原位处理技术对玻璃边部的处理还不完善，玻璃激光切割完美地解决了这一问题，再加上镀膜作进一步保护就更完美。（5）激光切割＋玻璃表面等离子体原位处理技术＋镀膜＋物理钢化，对上面增强技术再作物理钢化，提高保险程度。激光切割优点明显，效果更是十分理想。玻璃经激光切割后无需磨边，不割手，呈亮边状态。由于不需要磨边，所以掉片、过磨、欠磨、烧边等缺陷都没有，最主要的优点是没有微裂纹，为玻璃增强技术解决了大难题。
以上是几种较为合适的组合，但不限于上述组合方式，可依据产品实际或成本调整组合方式。
关于玻璃增强技术的研究和论述已有很多，本文增加了激光切割和玻璃等离子体原位处理技术，通过各种玻璃增强工艺的合理组合，对消除和钝化玻璃微裂纹，不同程度地恢复或接近玻璃本征强度有重要意义。
作者单位：江苏锡佛光电科技有限公司年第1期扫码