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（A⁺）_玻璃 +（B⁺）_熔鹽=（B⁺）_玻璃 +（A⁺）_熔鹽——（1）

離子交換前　         　 　離子交換后

互擴散過程是化學擴散形式中的一種，也叫離子交換。由于大離子占據了玻璃亞表面層中小離子的位置，使得玻璃表面體積膨脹的趨勢產生“擠塞”現象，在玻璃表面上產生具有很大應力值的壓應力層。如圖1所示。

置于壓應力之下，而內部則產生起補償作用的張應力，這種方式與物理鋼化的方式很相似。一般情況下，我們將“離子交換鋼化”方法又細分為：“高溫型離子交換”和“低溫型離子交換”方法。

1.高溫型離子交換

高溫型離子交換是指在高溫條件下（溫度在轉變溫度以上至軟化點以下的范圍內），玻璃與熔鹽間的離子通過充分的交換，在玻璃表面形成膨脹系數比玻璃基體小的薄層。當進入冷卻階段時，由于玻璃表面層的收縮與基體的收縮程度不同，玻璃表面會產生具有很大應力值的壓應力層，從而實現玻璃增強的效果。該應力值的大小可以通過下式計算。

s ＝E（1- v）^-1(a₁ – a₂ ）△T——（2）

式中：

s —表面應力；

E—玻璃彈性模量；

v—泊松比；

a₁ ，a ₂—內外層玻璃的膨脹系數；

△T—溫度差。

從式（2）可以看出，“內外層玻璃的膨脹系數的差值”和“溫度差”與表面應力值成正比關系，也就是說，可以通過熔鹽成份、濃度以及溫度等外界條件的改變，而獲得適宜的玻璃表面應力值。

2.低溫型離子交換

低溫型離子交換是指交換溫度不超出玻璃轉變溫度的范圍，玻璃與熔鹽間的離子通過充分的交換，熔鹽中的大體積離子K⁺置換玻璃中的小體積離子Na⁺，利用離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應力層，達到玻璃增強的效果。該應力值的大小可以通過下式計算。

1 E DV

s＝1/3×E/1-v×△V/V——（3）

式中：

s —表面應力；

E—玻璃彈性模量；

v —泊松比；

V—離子交換前玻璃的體積；

△V—離子交換產生的體積差。

從式（3）可以看出，離子交換產生的體積差與表面應力值成正比關系，也就是說，可以通過改變離子交換產生時的體積差，得到理想的玻璃表面應力值。

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