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鋼化玻璃為何“自爆”?

來源: 時間:2020-10-10 09:11:34 瀏覽次數:

眾所周知,自爆是鋼化玻璃固有的特性之一。鋼化玻璃的自爆是?鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂現象,根據行業經驗,普通鋼化玻璃的自爆率在1-3‰左右。那么,鋼化玻璃為什么會自爆呢?

眾所周知,自爆是鋼化玻璃固有的特性之一。鋼化玻璃的自爆是鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂現象,根據行業經驗,普通鋼化玻璃的自爆率在1-3‰左右。那么,鋼化玻璃為什么會自爆呢?


擴大產生自爆的原因很多,簡單地歸納以下幾種:


一、玻璃自身質量缺陷的影響


1.玻璃中有結石、雜質或氣泡:


玻璃中的雜質是鋼化玻璃的薄弱點,也是應力集中處,特別是如果有結石處在鋼化玻璃的張應力區,這是導致炸裂的重要因素。


這是因為若有結石存在于玻璃中,會與玻璃體有著不同的膨脹系數。在玻璃鋼化后,結石周圍裂紋區域的應力會集中成倍地增加,當結石膨脹系數小于玻璃時,結石周圍的切向應力處于受拉狀態,伴隨結石而存在的裂紋擴展就很容易發生。


2.玻璃中含有硫化鎳結晶物


硫化鎳夾雜物一般以結晶的小球體存在,直徑在0.1—2㎜,外表呈金屬狀。這些雜夾物是Ni3S2,Ni7S6和Ni—XS(其中X=0—0.07),只有Ni1—XS是造成鋼化玻璃自發炸碎的主要原因。


已知理論上的NIS在379攝氏度時有一相變過程,從高溫狀態的α—NiS六方晶系轉變為低溫狀態β—NiS三方晶系的過程中,會伴隨出現2.38%的體積膨脹。


這一結構在室溫時保存下來,以后玻璃受熱時就可能迅速出現α—β態轉變,如果這些雜物在鋼化玻璃受張應力的內部,那么體積就會膨脹引起自發炸裂;如果室溫時存在a—NIS,經過數年、數月也會慢慢轉變到β態,在這一相變過程中體積緩慢增大未必會造成內部破裂。


3.玻璃表面因加工過程或操作不當造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷,易造成應力集中,導致鋼化玻璃自爆。


二、鋼化玻璃中應力分布不均勻、偏移


玻璃在加熱或冷卻時沿玻璃厚度方向產生的溫度梯度不均勻、不對稱,會使鋼化制品有自爆的趨向,有的在激冷時就產生“風爆”。


如果張應力區偏移到鋼化玻璃的某一邊或者表面,那么鋼化玻璃就會自爆。


三、鋼化程度的影響


實驗證明,當鋼化程度提高到1級/cm時自爆數達20%-25%。由此可見應力越大,鋼化程度越高,自爆可能性也越大。

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