化学强化是增强玻璃机械强度的重要方法，将玻璃置于熔盐（硝酸盐或硫酸盐）中，使熔盐中半径大的离子与玻璃表面半径小的碱金属离子发生交换，完成离子交换后玻璃表面形成压应力CS,压应力与离子交换体积变化相关口切，见式lo压应力可有效封闭玻璃表面微裂纹，阻止和延缓微裂纹向玻璃内部扩展，为玻璃表面设置一层“铠甲”，如图1所示，可以提高玻璃的抗弯、抗压、抗冲击、抗划伤等机械性能。式中：CS—压应力，MPa；E—弹性模量,MPa；"—泊松比；△▼—离子交换体积变化。

玻璃化学强化发展历史可以追溯至20世纪60年代，由KistlerSS,AcloqueP等的提出了化学强化概念。化学强化方法主要按熔盐处理温度高低分为高温型和低温型，熔盐温度超过玻璃转变点温度即为高温化学强化;熔盐温度低于玻璃转变点温度称为低温化学强化。为了防止熔盐温度过高导致熔盐分解减少熔盐寿命，以及熔盐温度过高会导致玻璃应力松弛，使离子交换生成的表面压应力降低，因此低温型化学强化成为主要工业应用技术手段。另外，按化学强化次数可分为一步法、二步法、多步法。一步法是指玻璃只在熔盐中进行一种离子交换，如图2所示;二步法是指玻璃在不同熔盐介质中进行两种离子交换，如图3所示；多步法玻璃在不同熔盐介质中进行3种及以上的离子交换。

化学强化玻璃的力学分布及成分分布具有三明治结构特征，在力学方面，玻璃两侧为压应力层（CS）,中心为张应力层（CT）；在组成方面，玻璃两侧组成接近（浮法产品相差较大些），而玻璃中心保持原片的实际组成。考量化学强化效果的3个关键指标分别为CS、DOL、CT。CS是表面压应力值，基本是压应力最大值,多数情况处于玻璃表面，主要用于平衡和抵消外部作用力;DOL为离子交换层深度，表明离子交换扩散到玻璃内部的深度,离子交换层深度可有效抵抗冲击或玻璃表面划伤，是防御微裂纹侵入张应力层的有效屏障;CT为中心张应力，处于玻璃中心部分，用于平衡玻璃两侧的压应力，根据玻璃品种及强化工艺次数不同，厚度0・5〜0.7mm的化学强化产品中心张应力CT控制上限范围为67〜100MPa,否则容易导致玻璃自爆事故发生,3个化学强化参数符合关系式CSXDOL=CT（T-2XDOL）,T为产品厚度，单位为血诃,CSXDOL的物理含义为力矩。

随着信息显示产品广泛应用触控技术，因移动终端产品（如手机、平板电脑等）的触控屏会在使用过程中因磨损、冲击造成损伤，于是一种可化学增强的碱铝硅酸盐玻璃（R2O-Al2O3-SiO29R为Li/Na/K或几种组合）重新回归到人们视野中，玻璃化学组成、化强工艺等对化学强化效果再次成为研究热点。碱铝硅酸盐玻璃具有高硬度、高弹性模量、高透光特性，加之可化学增强的特性，赋予该类玻璃很好的力学性能，因其用于屏幕保护用途，亦称触控屏/屏幕保护玻璃，或俗称盖板玻璃。随着移动显示终端产品轻薄化发展需要，碱铝硅酸盐玻璃厚度逐步从1.1mm向0.5mm发展,因此提高该玻璃品种机械性能成为关键。

1碱铝硅酸盐玻璃成分及结构

按氧化物在碱铝硅酸盐玻璃（R2O-Al2O3-SiO2）中的三维网络作用，将其分为网络形成体、中间体和网络外体。SiO2为网络形成体,A12O3为中间体,R2O、RO、R'O、R2O3、RO2等为网络外体。以NazO-ALOsSiO2为例,其三维网络结构如图4所示。

声明：本文所用图片、文字来源《食品科学》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系删除。