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钢化玻璃爆了是什么原因?

张智敏 | 被浏览325次 1年以前 |

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3条回答

  • 可爱的橙子 2015-12-22 18:31

    自爆,玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。玻璃经钢化处理后,表面层形成压应力。内部板芯层呈张应力,压应力和张应力共同构成一个平衡体。玻璃本身是一种脆性材料,耐压但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的。
    钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时,其体积膨胀,处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力,当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时,就会导致钢化玻璃自爆。国外研究证明:玻璃主料石英砂或砂岩带入镍,燃料及辅料带入硫,在1400℃~1500℃高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍。当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中。当温度降至797℃时,这些小液滴结晶固化,硫化镍处于高温态的α-NiS晶相(六方晶体)。当温度继续降至379℃时,发生晶相转变成为低温状态的β-NiS(三方晶系),同时伴随着2.38%的体积膨胀。这个转变过程的快慢,既取决于硫化镍颗粒中不同组成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量,还取决于其周围温度的高低。如果硫化镍相变没有转换完全,则即使在自然存放及正常使用的温度条件下,这一过程仍然继续,只是速度很低而已。
    当玻璃钢化加热时,玻璃内部板芯温度约620℃,所有的硫化镍都处于高温态的α-NiS相。随后,玻璃进入风栅急冷,玻璃中的硫化镍在379℃发生相变。与浮法退火窑不同的是,钢化急冷时间很短,来不及转变成低温态β-NiS而以高温态硫化镍α相被“冻结”在玻璃中。快速急冷使玻璃得以钢化,形成外压内张的应力统一平衡体。在已经钢化了的玻璃中硫化镍相变低速持续地进行着,体积不断膨胀扩张,对其周围玻璃的作用力随之增大。钢化玻璃板芯本身就是张应力层,位于张应力层内的硫化镍发生相变时体积膨胀也形成张应力,这两种张应力叠加在一起,足以引发钢化玻璃的破裂即自爆。

    简单的说,镍离子在高温状态下非常的小,但在常温状态下,又会变大。钢化玻璃在加热过程中镍离子会变小,但在急速冷却时并没有来及变回到常温状态时的体型,所以钢化玻璃会自爆。

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  • 清水一掬 2015-12-22 18:07

    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,最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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  • Hzl_8542 2015-12-22 17:42

    钢化玻璃的自爆的原因比较复杂,学术界至今没有一个明确的方向解决这个问题,业界一直认为自爆是钢化玻璃的癌症,正因为原因复杂和方向的不明确,导致一些所谓的专家在这方面兴风作浪,但是实际问题并没有解决,部分措施只是降低了钢化玻璃的自爆率,但是未从根本上解决这个问题。预防的最好办法是不要将它安放在阳光直射的地方,和雨淋得到的地方!

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