如今隨著廠家生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，玻璃也有了各種新的種類(lèi)，擁有更多更強(qiáng)的功能，逐漸取代普通玻璃。舉例來(lái)說(shuō)，原本只能透光擋風(fēng)的普通玻璃窗，使用夾膠玻璃后就具備了降噪隔熱的功能，更加方便實(shí)用。我們將在下文簡(jiǎn)單介紹玻璃發(fā)生爆開(kāi)的原因，讓大家了解避免爆開(kāi)的操作方法。

一、鋼化玻璃為何會(huì)出現(xiàn)爆開(kāi)

        鋼化玻璃內(nèi)部的硫化鎳膨脹是導(dǎo)致鋼化玻璃爆開(kāi)的主要原因.玻璃經(jīng)鋼化處理后,表面層形成壓應(yīng)力.內(nèi)部板芯層呈張應(yīng)力,壓應(yīng)力和張應(yīng)力共同構(gòu)成一個(gè)平衡體.玻璃本身是一種脆性材料,耐壓但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是張應(yīng)力引發(fā)的.

        鋼化玻璃中硫化鎳晶體發(fā)生相變時(shí),其體積膨脹,處于玻璃板芯張應(yīng)力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內(nèi)部產(chǎn)生更大的張應(yīng)力,當(dāng)張應(yīng)力超過(guò)玻璃自身所能承受的較限時(shí),就會(huì)導(dǎo)致鋼化玻璃爆開(kāi).國(guó)外研究證明:玻璃主料石英砂或砂巖帶入鎳,燃料及輔料帶入硫,在1400℃~1500℃高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳.當(dāng)溫度超過(guò)1000℃時(shí),硫化鎳以液滴形式隨機(jī)分布于熔融玻璃液中.當(dāng)溫度降至797℃時(shí),這些小液滴結(jié)晶固化,硫化鎳處于高溫態(tài)的α-NiS晶相(六方晶體).當(dāng)溫度繼續(xù)降至379℃時(shí),發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變成為低溫狀態(tài)的β-NiS(三方晶系),同時(shí)伴隨著2.38%的體積膨脹.這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程的快慢,既取決于硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量,還取決于其周?chē)鷾囟鹊母叩?如果硫化鎳相變沒(méi)有轉(zhuǎn)換完全,則即使在自然存放及正常使用的溫度條件下,這一過(guò)程仍然繼續(xù),只是速度很低而已.

        當(dāng)玻璃鋼化加熱時(shí),玻璃內(nèi)部板芯溫度約620℃,所有的硫化鎳都處于高溫態(tài)的α-NiS相.隨后,玻璃進(jìn)入風(fēng)柵急冷,玻璃中的硫化鎳在379℃發(fā)生相變.與浮法退火窯不同的是,鋼化急冷時(shí)間很短,來(lái)不及轉(zhuǎn)變成低溫態(tài)β-NiS而以高溫態(tài)硫化鎳α相被“凍結(jié)”在玻璃中.快速急冷使玻璃得以鋼化,形成外壓內(nèi)張的應(yīng)力統(tǒng)一平衡體.在已經(jīng)鋼化了的玻璃中硫化鎳相變低速持續(xù)地進(jìn)行著,體積不斷膨脹擴(kuò)張,對(duì)其周?chē)ＡУ淖饔昧﹄S之加大.鋼化玻璃板芯本身就是張應(yīng)力層,位于張應(yīng)力層內(nèi)的硫化鎳發(fā)生相變時(shí)體積膨脹也形成張應(yīng)力,這兩種張應(yīng)力疊加在一起,足以引發(fā)鋼化玻璃的破裂即爆開(kāi).

        簡(jiǎn)單的說(shuō),鎳元素在高溫狀態(tài)下非常的小,但在常溫狀態(tài)下,又會(huì)變大.鋼化玻璃在加熱過(guò)程中鎳元素會(huì)變小,但在急速冷卻時(shí)并沒(méi)有來(lái)及變回到常溫狀態(tài)時(shí)的體型,所以鋼化玻璃會(huì)爆開(kāi).國(guó)家規(guī)定,鋼化玻璃的爆開(kāi)率為3‰.

二、怎樣避免鋼化玻璃的爆開(kāi)

        1.降低應(yīng)力值

        鋼化玻璃中應(yīng)力的分布是鋼化玻璃的兩個(gè)表面為壓應(yīng)力，板芯層處于張應(yīng)力，在玻璃厚度上應(yīng)力分布類(lèi)似拋物線。玻璃厚度的中點(diǎn)是拋物線的頂點(diǎn)，即張應(yīng)力非常大處；兩側(cè)接近玻璃兩表面處是壓應(yīng)力；零應(yīng)力面大約位于厚度的1/3處。

        鋼化玻璃自身的張應(yīng)力約為32MPa～46MPa，玻璃的抗張強(qiáng)度是59MPa～62MPa，只要硫化鎳膨脹產(chǎn)生的張力在30MPa，則足以引發(fā)爆開(kāi)。若降低其表面應(yīng)力，相應(yīng)地會(huì)降低鋼化玻璃本身自有的張應(yīng)力，從而有助于減少爆開(kāi)的發(fā)生。

        2.應(yīng)力均勻

        鋼化玻璃的應(yīng)力不均，會(huì)明顯加大爆開(kāi)率，已經(jīng)到了不容忽視的程度。應(yīng)力不均引發(fā)的爆開(kāi)有時(shí)表現(xiàn)得非常集中，特別是彎鋼化玻璃的某具體批次的爆開(kāi)率會(huì)達(dá)到令人震驚的嚴(yán)重程度，且可能連續(xù)發(fā)生爆開(kāi)。其原因主要是局部應(yīng)力不均和張力層在厚度方向的偏移，玻璃原片自身質(zhì)量也有一定的影響。

        3.熱浸處理

        熱浸處理又稱(chēng)均質(zhì)處理，俗稱(chēng)“引爆”。熱浸處理是將鋼化玻璃加熱到290℃±10℃，并保溫一定時(shí)間，促使硫化鎳在鋼化玻璃中快速完成晶相轉(zhuǎn)變，讓原本使用后才可能爆開(kāi)的鋼化玻璃人為地提前破碎在工廠的熱浸爐中，從而減少安裝后使用中的鋼化玻璃爆開(kāi)。該方法一般用熱風(fēng)作為加熱的介質(zhì)，國(guó)外稱(chēng)作“HeatSoakTest”，簡(jiǎn)稱(chēng)HST，直譯為熱浸處理。

相關(guān)概念

鋼化玻璃

        鋼化玻璃 （Tempered glass/Reinforced glass） 屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。注意與玻璃鋼區(qū)別開(kāi)來(lái)。

硫化

        硫化（curing）是線性高分子通過(guò)交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過(guò)程，因起初的天然橡膠制品用硫磺作交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)而得名。在物性上，硫化是塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠或硬質(zhì)橡膠的過(guò)程，不僅包含實(shí)際交聯(lián)的過(guò)程，還包括產(chǎn)生交聯(lián)的方法。

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