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钢化玻璃自爆原因及措施

文章出处:人气:-发表时间:2015-03-22 16:36:00【

钢化玻璃之所以会有很高的抗冲击能力,是因为通过钢化炉进行热处理后,在玻璃的表面形成了强大的压应力。这种应力的存在,在一定程度上抵消了来自外部的冲击,因而表现出钢化玻璃的高强度,而且应力越大,钢化玻璃的强度就越高。但这种状况是一种不平衡状态,只要有可能它总想要回到平衡——破碎为碎粒,这就是钢化玻璃的破碎。

可能打破平衡导致钢化玻璃破碎的原因有外部的和内在的。外部原因包括过分的负载、碰撞、不适当的间隙和边部损害等;内在因素则包括:①钢化玻璃边部加工缺陷、尖角、打孔开缺等应力集中区域应力过大,②钢化玻璃内部应力过大,③钢化玻璃内部存在硫化镍杂质。前两种因素是由于钢化玻璃加工过程中工艺控制原因导致的,硫化镍的因素在原片玻璃制作过程产生。

属于内在因素导致的破碎被称之为自爆。自爆对于钢化玻璃是不可完全避免的,也是无先兆的,其发生的机率通常在2~5‰,西方国家较低,而我国则相对较高。

玻璃内部可能包含硫化镍杂质,以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是由于钢化玻璃重新加热,改变了硫化镍杂质的相态,硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结,它们再恢复到β态可能需要几年的时间。由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大,在玻璃内部产生局部的应力集中,这时钢化玻璃自爆将发生。然而,仅仅比较大的杂质会引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,典型的引起钢化玻璃自爆的时间是产品生产完成后的4~5年。

钢化玻璃内部的硫化镍是导致钢化玻璃自爆的主要原因,生产玻璃的原材料中通常含有微量的硫和镍,融化过程中镍合金碎片也会增加玻璃中的镍含量。当玻璃被加热时,这些物质发生化学反应,形成微小的硫化镍晶体。

硫化镍晶体以两种方式存在:高温下稳定的α相和室温下稳定的β相。钢化玻璃处理过程中的高温把所有的硫化镍晶体都转化成α相。但是由于钢化玻璃的冷却过程非常迅速,以至于硫化镍晶体没有足够的时间转化为β相。这在玻璃中遗下下不稳定的α相晶体,它就像被压缩的弹簧一样随时准备毫无征兆地重新转化成β相,硫化镍晶体由α相转化成β相时体积膨胀4%。如果α相晶体位于张力巨大的玻璃中间部位,膨胀产生的压力可以使整块玻璃破裂。

仅仅比较大的杂质将引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,典型的引起钢化玻璃自爆的时间是产品生产完成后的4-5年。

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