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贝尔比层和残余应力；固体材料加工后，在几微米至十几微米的表层中可能发生组织结构的剧烈变化。如在金属研磨时，由于表面不平整，接触处实际上是点，其温度可以远高于表面的平均温度。由于作用时间短，防火玻璃摩擦后该区域温度迅速冷却下来，原子来不及回到平衡位置，造成一定程度的晶格畸变。这种畸变随深度而变化，在外层约5～10nm可形成一种非晶态，其成分为金属及其氧化物，即为贝尔比层。

        贝尔比层可提高材料的表面强度。经表面加工处理后，材料表层形成的贝尔比层产生很大的残余应力，材料受热不均匀，在各部分膨胀系数不同，温度发生变化时就会在材料内部产生热应力。中空玻璃材料受载时，内应力与外应力一起发生作用。如果内应力与外应力相反，就会抵消一部分外应力，从而起到有利的作用，钢化玻璃正是利用了这一特性。此外，钢化玻璃表面压应力可使引起玻璃破裂起源的微小裂缝受到进一步的压缩，也提高了钢化玻璃的机械强度。

        我们知道普通玻璃的表面压应力一般为15～65兆帕；钢化玻璃的表面压应力一般在70～180兆帕；高强防火玻璃的表面压应力比传统工艺生产出来的钢化玻璃高出100～150兆帕左右。这层表面压应力的特点同时具有物理钢化形成的足够应力层厚度和化学钢化形成的高表面应力值，通过工艺控制可以使玻璃表面应力甚至达到400兆帕，使得玻璃强度大大提高。