中国是世界最大的建筑陶瓷生产国和出口国,年产量超100亿m²,但高产量意味着要消耗大量的原材料资源及能源,同时给环境、资源造成较大压力。故建筑陶瓷产品的轻量化、薄型化势在必行,而提高建筑陶瓷的机械强度是实现这一目标的有效手段。离子交换强化是一种工艺流程简单,强化效果良好的手段,经强化后的样品具有不变形、强度高、无自爆、抗冲击性高及表面耐磨性高等优点,在建筑陶瓷行业有着良好的应用前景。本研究采用低温离子交换法对建筑陶瓷砖进行强化,通过熔盐中的K⁺与瓷砖内部的Na⁺进行离子交换,在瓷砖表面产生“钉扎效应”,从而形成一层压缩预应力层以提高建筑陶瓷砖的强度。研究强化工艺、熔盐成分、瓷体组成对离子交换强化效果以及陶瓷力学性能的影响。主要研究内容如下:（1）离子交换时间和温度对离子交换强化瓷砖效果的影响:以分析纯KNO₃为熔盐,将瓷砖浸入熔盐中经不同时间、温度进行离子交换处理,结果表明:K⁺-Na⁺离子交换主要发生在陶瓷的玻璃相中,晶相以及气相的存在对K⁺的扩散起阻碍作用;离子交换强化可有效地提升瓷砖的抗弯强度,抗弯强度随着交换时间、交换温度的增加,呈现先增后降的趋势;交换层厚度随着离子交换时间的增加而增加,瓷砖经450℃,5 h处理后,其抗弯强度可由63 MPa提升至103 MPa,提升率达63.49%,显微硬度可由504 kg/mm²提升至706 kg/mm²,提升率达40.08%,其体积密度基本不受离子交换影响。（2）熔盐成分对离子交换增强建筑瓷砖的影响:通过控制熔盐成分的变化,研究熔盐成分对离子交换的影响。结果表明:由于工业纯熔盐中含有的Na⁺、Ca²⁺等杂质离子,以及不锈钢容器在使用过程中向熔盐中引入的Fe³⁺离子,这些离子的存在均会对离子交换产生阻碍效应(阻碍效果Ca²⁺>Na⁺>Fe³⁺)。KHCO₃的加入可以向熔盐中引入CO₃^2-,与Ca²⁺结合生成CaCO₃,降低Ca²⁺浓度,起到除杂效果。当在工业纯KNO₃中引入3 mol%KHCO₃后强化效果接近于分析纯KNO₃。在熔盐中添加KOH可以加快离子交换进程,当加入量为0.5 mol%时效果最好,但添加过量的KOH后,会使陶瓷表面严重腐蚀,降低陶瓷强度。（3）陶瓷成分中Na₂O含量对离子交换强化的影响:在使用工厂原始陶瓷粉料的基础上,坯料中添加不同含量钠长石来改变瓷体的Na⁺含量,以研究其对离子交换强化效果的影响。结果表明:通过添加钠长石使瓷体中的Na₂O含量提高至2.00-2.27 wt%时能够促进K⁺-Na⁺交换,增加瓷体中K⁺含量以及压应力,提高离子交换强化的效果;但Na₂O含量大于2.27 wt%时后会引发瓷砖过烧,导致抗弯强度提升值降低。通过降低瓷体的烧结温度使陶瓷正烧,可进一步加强离子交换强化的效果。Na₂O含量为2.52 wt%时,交换层厚度可提升至66.1μm,抗弯强度提升率达89.8%。