鋼化原理包括物理鋼化原理和化學(xué)鋼化原理。

一、物理鋼化      

采用將玻璃加熱，然后冷卻的方法，以增加玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的方法稱為物理鋼化法，也稱為熱鋼化法或風(fēng)鋼化法。

物理鋼化的原理就是形成應(yīng)力的過程。玻璃在加熱爐內(nèi)按一定升溫速度加熱到低于軟化溫度，然后將此玻璃迅速送入冷卻裝置，用低溫高速氣流進(jìn)行淬冷，玻璃外層首先收縮硬化，由于玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)小，這時內(nèi)部仍處于高溫狀態(tài)，待到玻璃內(nèi)部葉開始硬化時，已硬化的外層將阻止內(nèi)層的收縮，從而使先硬化的外層產(chǎn)生壓應(yīng)力，后硬化的內(nèi)層產(chǎn)生張應(yīng)力。由于玻璃表面層存在壓應(yīng)力，當(dāng)外力作用于該表面時，首先必須抵消這部分壓應(yīng)力，這就大大提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，經(jīng)過這樣物理處理的玻璃制品就是鋼化玻璃。

二、化學(xué)鋼化      

用化學(xué)方法改變表面組分，以增加玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的方法稱為化學(xué)鋼化法，又稱為離子交換法。

玻璃是非晶態(tài)固體物質(zhì)，一般硅酸鹽玻璃是由Si—O鍵形成的網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)入 網(wǎng)絡(luò)中的堿金屬、堿土金屬等離子構(gòu)成。此網(wǎng)絡(luò)是由含氧離子的多面體（三面體或四面體）構(gòu)成的，其中心被Si4+、Al3+或P5+離子所占據(jù)。其中堿金屬離子較活潑，很易從玻璃內(nèi)部析出。離子交換法就是基于堿金屬離子自然擴(kuò)散和相互擴(kuò)散，以改變玻璃表面層的成分，從而形成表面壓應(yīng)力層。

將玻璃浸入熔融的硝酸鉀鹽液內(nèi)，玻璃與鹽液便發(fā)生離子交換，玻璃表面附近的某些堿金屬離子通過擴(kuò)散而浸入熔鹽內(nèi)，它們的空位由熔鹽的堿金屬離子占據(jù)，結(jié)果改變了玻璃表面層的化學(xué)成分，降低了它的熱膨脹系數(shù)，從而形成10~200μm的表面壓應(yīng)力層。由于玻璃里存在這種表面壓應(yīng)力層，當(dāng)外力作用于此表面時，首先必須抵消這部分壓應(yīng)力，這樣就提高了玻璃的機(jī)械強(qiáng)度；由于降低了玻璃的熱膨脹系數(shù)，從而提高了其熱穩(wěn)定性。