鋼化玻璃鋼化原理及自爆原因分析,普通平板玻璃經物理法鋼化熱處理后,玻璃表面層的壓應力和板芯層的張應力共同構成一個應力平衡體。玻璃是一種脆性材料,耐壓但不耐拉,因此玻璃的破碎主要是因板芯層張應力所引發。
鋼化玻璃的自爆指玻璃在無直接外力作用下發生自動炸裂的現象。鋼化玻璃的自爆主要有兩種情況,一是玻璃鋼化加工過程中的自動爆裂,二是玻璃在運輸、貯存及使用過程中的自動爆裂。前一種情況主要因玻璃生產過程中存在的砂粒、氣泡等夾雜物及人為造成的刮傷、爆邊及缺口等工藝缺陷引起的;第二種情況主要因玻璃中殘留的硫化鎳(NiS)相變產生的體積膨脹所引起。一般我們常提到的鋼化玻璃自爆主要指第二種情況,也是本文探討的問題。
NiS 的存在主要是由于平板玻璃的生產過程所致。NiS 是一種晶體,存在高溫相(α-NiS)和低溫相(β-NiS)二種晶相,相變溫度為379℃。物理法鋼化玻璃的熱處理溫度約為650℃,因玻璃加熱時溫度遠高于NiS 的相變溫度,因此,在鋼化熱處理過程中,玻璃中的NiS 全部轉變為α 相。然而在隨后的淬冷過程中,玻璃中NiS 的α 相來不及轉變為β 相,從而被凍結在鋼化玻璃中。在室溫環境下,NiS 的α 相是不穩定的,有逐漸轉變為β 相的趨勢。在晶相的轉變過程中,NiS 體積膨脹為2%~4%,使玻璃承受巨大的相變張應力,從而導致自爆。