玻璃是一種古老的建筑材料，早在古埃及時(shí)期就已出現(xiàn)。伴隨著人類(lèi)社會(huì)共同發(fā)展，玻璃行業(yè)創(chuàng)造出了各種功能獨(dú)特的玻璃，使玻璃家族不斷興旺，例如防彈玻璃、光電玻璃、真空玻璃等，都在各自的領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。我們將介紹玻璃有哪些基本性質(zhì)，并說(shuō)明鋼化玻璃如何制備。

一、玻璃有哪些基本性質(zhì)

        (1)各向同性:玻璃的原子排列是無(wú)規(guī)則的,其原子在空間中具有統(tǒng)計(jì)上的均勻性.在理想狀態(tài)下,均質(zhì)玻璃的物理、化學(xué)性質(zhì)(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率、電導(dǎo)率等)在各方向都是相同的.

        (2)無(wú)固定熔點(diǎn):玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域(即軟化溫度范圍)內(nèi)進(jìn)行的,它與結(jié)晶物質(zhì)不同,沒(méi)有固定的熔點(diǎn).軟化溫度范圍Tg~T1,Tg為轉(zhuǎn)變溫度,T1為液相線溫度,對(duì)應(yīng)的黏度分別為10dPa·s、10 dPa·s.

        (3)介穩(wěn)性:玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體快速冷卻而得到,從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí),冷卻過(guò)程中黏度急劇加大,質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及做有規(guī)則排列而形成晶體,沒(méi)有釋出結(jié)晶潛熱,因此,玻璃態(tài)物質(zhì)比結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的內(nèi)能,其能量介于熔融態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間,屬于亞穩(wěn)狀態(tài).從力學(xué)觀點(diǎn)看,玻璃是一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài),比如存在低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì),即有析晶傾向,所以,玻璃是一種亞穩(wěn)態(tài)固體材料.

        (4)漸變性與可逆性:玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過(guò)程是漸變的,其物理、化學(xué)性質(zhì)的變化也是連續(xù)的和漸變的.這與熔體的結(jié)晶過(guò)程明顯不同,結(jié)晶過(guò)程必然出現(xiàn)新相,在結(jié)晶溫度點(diǎn)附近,許多性質(zhì)會(huì)發(fā)生突變.而玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內(nèi)完成的,隨著溫度逐漸降低,玻璃熔體黏度逐漸加大,然后形成固態(tài)玻璃,但是過(guò)程中沒(méi)有新相形成.相反玻璃加熱變?yōu)槿垠w的過(guò)程也是漸變的.

二、鋼化玻璃如何制備

        ⒈物理鋼化玻璃又稱(chēng)為淬火鋼化玻璃。它是將普通平板玻璃在加熱爐中加熱到接近玻璃的軟化溫度（600℃）時(shí)，通過(guò)自身的形變清理內(nèi)部應(yīng)力，然后將玻璃移出加熱爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫，即可制得鋼化玻璃。這種玻璃處于內(nèi)部受拉，外部受壓的應(yīng)力狀態(tài)，一旦局部發(fā)生破損，便會(huì)發(fā)生應(yīng)力釋放，玻璃被破碎成無(wú)數(shù)小塊，這些小的碎片沒(méi)有尖銳棱角，不易傷人。

        ⒉化學(xué)鋼化玻璃是通過(guò)改變玻璃的表面的化學(xué)組成來(lái)提高玻璃的強(qiáng)度，一般是應(yīng)用離子交換法進(jìn)行鋼化。其方法是將含有堿金屬離子的硅酸鹽玻璃，浸入到熔融狀態(tài)的鋰（Li+）鹽中，使玻璃表層的Na+或K+離子與Li+離子發(fā)生交換，表面形成Li+離子交換層，由于Li+的膨脹系數(shù)小于Na+、K+離子，從而在冷卻過(guò)程中造成外層收縮較小而內(nèi)層收縮非常大，當(dāng)冷卻到常溫后，玻璃便同樣處于內(nèi)層受拉，外層受壓的狀態(tài)，其效果類(lèi)似于物理鋼化玻璃。

相關(guān)概念

鋼化玻璃

        鋼化玻璃 （Tempered glass/Reinforced glass） 屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。注意與玻璃鋼區(qū)別開(kāi)來(lái)。