同物理鋼化玻璃相似的是化學鋼化玻璃的表層壓應力使玻璃強度得以提高,區別在于物理鋼化的原理是加熱后淬冷,由非均勻收縮形成表面壓應力,而化學鋼化是通過離子交換形成玻璃的表面壓應力。
通常所用的化學鋼化玻璃是采用低溫離子交換工藝制造的,所謂低溫系是指交換溫度不高于玻璃轉變溫度的范圍內,是相對于高溫離子交換工藝在轉變溫度以上,軟化點以下的溫度范圍而言。低溫離子交換工藝的簡單原理是在400℃左右的堿鹽溶液中,使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑較大的離子交換,比如玻璃中的鋰離子與溶液中的鉀或鈉離子交換,玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換,利用堿離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應力。大離子擠嵌進玻璃表層的數量與表層壓應力成正比,所以離子交換的數量與交換的表層深度是增強效果的關鍵指標。
離子交換鋼化玻璃與物理鋼化玻璃的應力分布不同,前者表面層的壓應力厚度較小,與其平衡的內部拉應力不大,這是化學鋼化玻璃的內部拉應力層達到破壞時也不像物理鋼化玻璃那樣碎成小片的原因。由于離子交換層較薄,所以化學鋼化玻璃方法用于增強薄玻璃效果顯著,對厚玻璃的增強效果不甚明顯,特別適合增強2~4mm厚的玻璃。
化學鋼化玻璃適宜于在以下建筑場合使用:有減輕自重要求,同時對沖擊強度,彎曲強度和耐冷熱沖擊有一定要求的場合,如農用溫室的窗及頂棚,活動房屋的門窗玻璃等。化學鋼化玻璃的優點是,其未經轉變濕度以上的高溫過程,所以不會像物理鋼化玻璃那樣存在翹曲,表面平整度與原片玻璃一樣,同時在強度和耐溫度變化有一定提高,并可適當作切裁處理。化學鋼化的缺點是隨時間易產生應力松弛現象,目前已有保護性工藝措施,使化學鋼化玻璃具有其他強化玻璃品種不可替代的應用特點。