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钢化玻璃为何会出现爆开怎样避免钢化玻璃的爆开

发布时间:2022-06-14 18:08:52 阅读: 来源:滴瓶厂家
钢化玻璃为何会出现爆开怎样避免钢化玻璃的爆开 钢化玻璃为何会出现爆开怎样避免钢化玻璃的爆开

如今随着厂家生产技术不断发展,玻璃也有了各种新的种类,拥有更多更强的功能,逐渐取代普通玻璃。举例来说,原本只能透光挡风的普通玻璃窗,使用夹胶玻璃后就具备了降噪隔热的功能,更加方便实用。我们将在下文简单介绍玻璃发生爆开的原因,让大家了解避免爆开的操作方法。

一、钢化玻璃为何会出现爆开

钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃爆开的主要原因.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较限时,就会导致钢化玻璃爆开.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αNiS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βNiS(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αNiS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βNiS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加大.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爆开.

简单的说,镍元素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元素会变小,但在急速冷却时并没有来及变回到常温状态时的体型,所以钢化玻璃会爆开.国家规定,钢化玻璃的爆开率为3‰.

二、怎样避免钢化玻璃的爆开

1.降低应力值

钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力,板芯层处于张应力,在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中点是抛物线的顶点,即张应力非常大处;两侧接近玻璃两表面处是压应力;零应力面大约位于厚度的1/3处。

钢化玻璃自身的张应力约为32MPa~46MPa,玻璃的抗张强度是59MPa~62MPa,只要硫化镍膨胀产生的张力在30MPa,则足以引发爆开。若降低其表面应力,相应地会降低钢化玻璃本身自有的张应力,从而有助于减少爆开的发生。

2.应力均匀

钢化玻璃的应力不均,会明显加大爆开率,已经到了不容忽视的程度。应力不均引发的爆开有时表现得非常集中,特别是弯钢化玻璃的某具体批次的爆开率会达到令人震惊的严重程度,且可能连续发生爆开。其原因主要是局部应力不均和张力层在厚度方向的偏移,玻璃原片自身质量也有一定的影响。

3.热浸处理

热浸处理又称均质处理,俗称“引爆”。热浸处理是将钢化玻璃加热到290℃±10℃,并保温一定时间,促使硫化镍在钢化玻璃中快速完成晶相转变,让原本使用后才可能爆开的钢化玻璃人为地提前破碎在工厂的热浸炉中,从而减少安装后使用中的钢化玻璃爆开。该方法一般用热风作为加热的介质,国外称作“HeatSoakTest”,简称HST,直译为热浸处理。

相关概念

钢化玻璃

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硫化

硫化(curing)是线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程,因起初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名。在物性上,硫化是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程,不仅包含实际交联的过程,还包括产生交联的方法。

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