Thermisches Vorspannen

Beim thermischen Vorspannen werden Gläser ab einer Dicke von 3 mm in einem Ofen auf ca. 600° erhitzt, um danach durch Anblasen mit kühler Luft rasch wieder auf Raumtemperatur gebracht zu werden. Durch die unterschiedlich schnelle Abkühlung des Materials von außen nach innen entstehen Zug-, bzw. Druckspannungen im Glas

Durch diese Art der thermischen Behandlung wird das Material temperaturwechselbeständiger, druck- und schlagbeständiger und zerkrümelt, wenn es zerschlagen wird (Sicherheitsglas).

Chemisches Vorspannen

Eine ähnliche Verteilung von Zug- und Druckspannungen kann man besonders bei dünnen Gläsern auch durch einen Ionenaustausch in der Glasoberfläche erzeugen. Hierzu wird normal gekühltes Glas für mehrere Stunden in eine hochtemperierte (ca. 420 °C) Salzlösung, bzw. Salzschmelze getaucht. Dabei findet in der Glasoberfläche der gewünschte Ionenaustausch statt. Dieser Effekt kann durch Anlegen einer Spannung erhöht werden. Großvolumige Salz-Ionen werden gegen kleinvolumige Glas-Ionen ausgetauscht, wodurch in der Oberfläche eine Druckspannung entsteht. Der Spannungsverlauf zeigt eine stärkere Steigung als bei thermisch vorgespanntem Sicherheitsglas. Interessant dabei ist, dass im Bereich bis 5 mm Glasstärke häufig höhere Biegezugspannungen erreicht werden können. Es gibt jedoch keinen Krümelbruch.

Die besten Ergebnisse werden bei Natronkalkglas, bzw. Aluminiumsilikatglas erzielt.