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在玻璃中加入少量Al2O3，由于Al³⁺可以?shī)Z取非橋氧形成【AlO4】四面體，把斷裂的Si—O網(wǎng)絡(luò)重新連接起來(lái)，使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)緊密，玻璃強(qiáng)度提高。同樣在玻璃種引入B2O3（質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%以下），由于【BO4】的形成，結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)緊密，強(qiáng)度提高。此外CaO、BaO、PbO、ZnO等對(duì)強(qiáng)度提高的作用也較大，MgO、FeO3等對(duì)抗張強(qiáng)度的影響不大。

各氧化物對(duì)玻璃抗張強(qiáng)度的提高作用次序是：CaO＞B2O3＞Al2O3＞PbO＞K2O＞Na2O＞(MgO、Fe2O3)

各氧化物對(duì)玻璃抗壓強(qiáng)度的提高次序是：Al2O3＞(SiO2、MgO、ZnO) ＞B2O3＞Fe2O3＞(BaO、CaO、PbO) ＞Na2O＞K2O

括弧中的成分作用大致相同。

玻璃的抗張強(qiáng)度σ_F和抗壓強(qiáng)度σ_C可按加和法則用下式計(jì)算：

σ_F=w₁F₁+w₂F₂+…+w_nF_n

σ_C=p₁C₁+p₂C₂+…+p_nC_n

式中：w₁、w₂、…、w_n——玻璃種各氧化物成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

F₁、F₂、…、F_n——各氧化物成分的抗張強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)；

C₁、C₂、…、C_n——各氧化物成分的抗呀強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)。

這些計(jì)算系數(shù)列于下表中。應(yīng)當(dāng)指出由于影響玻璃強(qiáng)度的因素較多，因而計(jì)算所得的強(qiáng)度精度較差，僅有參考價(jià)值，應(yīng)以測(cè)試結(jié)構(gòu)為依據(jù)。

（2）表面微裂紋：前面所述玻璃強(qiáng)度與微裂紋密切相關(guān)。格里菲斯（Griffith）認(rèn)為玻璃破裂是從表面裂紋開始，隨著裂紋逐漸擴(kuò)展，導(dǎo)致整個(gè)試樣的破裂。據(jù)測(cè)定，在1mm²玻璃表面上含有300各左右的微裂紋，它們的深度在4~8nm，由于微裂紋的存在，使玻璃的抗張、抗折強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/15～1/10.

為了克服微裂紋的影響，改進(jìn)玻璃的強(qiáng)度，可采取兩個(gè)途徑：其一是減少和消除玻璃的表面缺陷；其二是使玻璃表面形成壓應(yīng)力，來(lái)克服表面裂紋的作用。為此可采用表面火焰拋光、氫氟酸腐蝕，以消除或鈍化微裂紋；可采用淬冷（物理鋼化）或表面離子交換（化學(xué)鋼化），或得壓應(yīng)力層。

（3）微不均勻性：表面微裂紋是使玻璃強(qiáng)度度大幅度降低的主要原因，但當(dāng)玻璃表面缺陷消除后，測(cè)得的強(qiáng)度還是比理論強(qiáng)度低得多。通過(guò)電鏡觀察證實(shí)，這是由于玻璃種存在微相和微不均勻的結(jié)構(gòu)，它們是由分相或形成離子群聚而致。微相之間易生產(chǎn)裂紋，且相互間的結(jié)合力比較薄弱，又因成分不同，熱膨脹不一樣，必然會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，使玻璃強(qiáng)度降低。微相之間的熱膨脹系數(shù)差別越大，冷卻過(guò)程中形成微裂紋的數(shù)目也越多。

不同種類玻璃的微不均勻區(qū)域大小不同，有時(shí)可達(dá)20nm.微相直徑在熱處理后有所增加，二玻璃的極限強(qiáng)度是微相大小的開方成反比，因此微相的加大，強(qiáng)度將降低。

（4）玻璃種的宏觀和微觀缺陷：宏觀缺陷如固體夾雜物（結(jié)石）、氣體夾雜物（氣泡）、化學(xué)不均勻（條紋）等常因與主體玻璃成分不一致、膨脹系數(shù)不同而造成內(nèi)應(yīng)力。同事由于宏觀缺陷提供了界面，從而使微觀缺陷（如點(diǎn)缺陷、局部析晶、晶界等）常常在宏觀缺陷的地方集中，從而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響玻璃的強(qiáng)度。

（5）溫度：低溫與高溫對(duì)玻璃強(qiáng)度的影響是不同的。根據(jù)-200～+500℃范圍內(nèi)的測(cè)試，強(qiáng)度最低點(diǎn)位于500℃左右。在接近溫度-273～+200℃的范圍內(nèi)，強(qiáng)度下降。這主要是隨著溫度的升高，裂紋端部分子的熱運(yùn)動(dòng)增加，導(dǎo)致鍵的斷裂，增加玻璃裂紋的幾率。高于200℃是，強(qiáng)度遞升，這可歸因與裂口的鈍化，減少了局部的應(yīng)力集中。

（6）周圍介質(zhì)：周圍活性介質(zhì)如水、酸、堿及某些鹽類等對(duì)玻璃表面有兩種作用：一是滲入裂紋像楔子(斜劈)一樣使微裂紋擴(kuò)展;二是與玻璃起化學(xué)作用破壞結(jié)構(gòu),列如使硅氧鍵斷開.因此在活性介質(zhì)中玻璃的強(qiáng)度降低,尤其是水引起強(qiáng)度降低最大.這可從下列各現(xiàn)象中反映出來(lái):玻璃在醇中的強(qiáng)度比在水中的高40%,在醇中或其他介質(zhì)中含水分越高,越接近水中的強(qiáng)度;在酸或堿的溶液中,當(dāng)Ph=10～11.3范圍內(nèi)（酸和堿都在0.1mol/L以下），強(qiáng)度與pH無(wú)關(guān)（與水中相同）；在1mol/L的溶度時(shí)，低強(qiáng)度稍微有影響，酸中減小，堿中增大；6mol/L時(shí)各增減越10%。

干燥的空氣、非極性介質(zhì)（如煤油等）、憎水性有機(jī)硅燈，對(duì)強(qiáng)度的影響小，所以測(cè)定玻璃強(qiáng)度最好在真空中或液氮中進(jìn)行，以免受活性介質(zhì)的影響。相反，在SO2、CO2氣氛中加熱玻璃（列如名焰退火），可使玻璃表面生成一層白霜，這是玻璃表面的堿性金屬離子與SO2和CO2酸性氣體生成的Na2SO4和Na2CO3.這層白霜極易被擦洗掉，結(jié)果是玻璃表面金屬氧化物含量減少，膨脹系數(shù)下降，將測(cè)試壓應(yīng)力，有利于強(qiáng)度進(jìn)一步的提高。

（7）玻璃中的應(yīng)力：玻璃液從高溫下冷卻成形，在制品內(nèi)部總是存在一些分布不均勻的殘余應(yīng)力，這些應(yīng)力都使強(qiáng)度降低。通過(guò)退火，能使玻璃種有害應(yīng)力消除，并使整個(gè)結(jié)構(gòu)固定，強(qiáng)度增加。如果制品進(jìn)行淬冷（物理鋼化）使其表面測(cè)試均勻的壓應(yīng)力，內(nèi)部形成均勻的張應(yīng)力，則能大大提高制品的機(jī)械強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)鋼化處理的玻璃，其耐機(jī)械沖擊和耐熱沖擊的能力比經(jīng)良好退火的玻璃高5~10倍。

（8）玻璃的疲勞現(xiàn)象：在常溫下，玻璃的破壞強(qiáng)度隨加載速度或加載時(shí)間而變化。加載速度越大或加載時(shí)間越長(zhǎng)，其破壞強(qiáng)度越小，短時(shí)間不會(huì)破壞的負(fù)荷，時(shí)間久了可能會(huì)破壞，這種現(xiàn)象稱之為玻璃的疲勞現(xiàn)象。例如用玻璃纖維做試驗(yàn)，若短時(shí)間內(nèi)施加為斷裂負(fù)荷60%的負(fù)荷時(shí)，只有個(gè)別試樣斷裂，而在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷作用下，全部試樣都斷裂。通常，測(cè)定時(shí)間如果延長(zhǎng)10倍，強(qiáng)度將比在液氮溫度（77K）下測(cè)得強(qiáng)度值低7%。

研究表明，玻璃的疲勞現(xiàn)象時(shí)由于在加載作用微裂紋的加深所致。此時(shí)周圍介質(zhì)特別是水將加速度與微裂紋尖端的SiO2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)反應(yīng)，是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致裂紋的延伸，此謂應(yīng)力腐蝕理論。通過(guò)對(duì)斷裂速度的討論，得出關(guān)于疲勞的一些論點(diǎn)。

①疲勞只在水分存在時(shí)出現(xiàn)，在真空中不出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象；

②在溫度甚低時(shí)不出現(xiàn)疲勞，因?yàn)檫@時(shí)反應(yīng)速度太小；

③溫度升高，疲勞增大；

④疲勞與裂紋大小無(wú)關(guān)。