鋼化是什么？

鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了玻璃的承載能力，增強(qiáng)玻璃自身的抗力學(xué)和熱學(xué)沖擊性。

什么是物理鋼化？

我們常規(guī)接觸的玻璃以物理鋼化為主，物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃。它是將普通平板玻璃在加熱爐中加熱到接近玻璃的軟化溫度（600℃）時(shí)，通過自身的形變消除內(nèi)部應(yīng)力，然后將玻璃移出加熱爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫，即可制得鋼化玻璃。這種玻璃處于內(nèi)部受拉，外部受壓的應(yīng)力狀態(tài)，一旦局部發(fā)生破損，便會(huì)發(fā)生應(yīng)力釋放，玻璃被破碎成無(wú)數(shù)小塊，這些小的碎片沒有尖銳棱角，不易傷人。

什么是化學(xué)鋼化？化學(xué)鋼化主要用在哪里？

化學(xué)鋼化是通過改變玻璃的表面的化學(xué)組成來(lái)提高玻璃的強(qiáng)度，一般是應(yīng)用離子交換法進(jìn)行鋼化。其方法是將含有堿金屬離子的硅酸鹽玻璃，浸入到熔融狀態(tài)的鋰（Li+）鹽中，使玻璃表層的Na+或K+離子與Li+離子發(fā)生交換，表面形成Li+離子交換層，由于Li+的膨脹系數(shù)小于Na+、K+離子，從而在冷卻過程中造成外層收縮較小而內(nèi)層收縮較大，當(dāng)冷卻到常溫后，玻璃便同樣處于內(nèi)層受拉，外層受壓的狀態(tài)。

化學(xué)鋼化由于受制于成本時(shí)間等眾多因素，一般多用在電子玻璃如手機(jī)屏幕等超薄玻璃上。且一般離子交換的深度非常有限，化學(xué)鋼化的玻璃破碎后常常與普通玻璃比較接近。在建筑家居領(lǐng)域除了防火玻璃上作為增強(qiáng)手段與物理鋼化結(jié)合起來(lái)應(yīng)用以外其他應(yīng)用并不廣泛。本文我們重點(diǎn)以討論物理鋼化為主。

什么是鋼化玻璃自爆？

鋼化玻璃自爆是指鋼化玻璃在無(wú)直接機(jī)械外力作用下發(fā)生的自動(dòng)性炸裂現(xiàn)象。產(chǎn)生自爆的原因很多，簡(jiǎn)單地歸納以下幾種：①、玻璃中有結(jié)石、雜質(zhì)，氣泡：玻璃中有雜質(zhì)是鋼化玻璃的薄弱點(diǎn)，也是應(yīng)力集中處。特別是結(jié)石若處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致炸裂的重要因素。②、玻璃中含有硫化鎳結(jié)晶物，硫化鎳晶體相變體積變化引起的鋼化玻璃自爆。③、玻璃表面因加工過程或操作不當(dāng)造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷，易造成應(yīng)力集中或?qū)е落摶Ａё员＂?、鋼化玻璃中?yīng)力分布不均勻、偏移或應(yīng)力過高導(dǎo)致的。

一般而言，玻璃鋼化加工過程出現(xiàn)自爆產(chǎn)生的原因以情況③、④居多；玻璃出廠后自爆以情況①、②居多；玻璃安裝完工以后往往以情況①為典型。

鋼化玻璃自爆怎么鑒別？

鋼化自爆與鋼化玻璃外力撞擊破碎的差異主要在于“起爆點(diǎn)”的差異。鋼化玻璃自爆一般起爆點(diǎn)在玻璃的中心。起爆點(diǎn)中心有明顯的個(gè)碎片呈蝴蝶狀，俗稱：“蝴蝶斑”。

鋼化玻璃外力撞擊破碎一般在破碎點(diǎn)可見撞擊痕跡，無(wú)蝴蝶斑。玻璃破碎從撞擊點(diǎn)呈放射性分布。

硫化鎳是什么？它哪里來(lái)的？

硫化鎳是一種化合物，自然界中它作為一種鎳的礦物存在。玻璃中的硫化鎳一般認(rèn)為是由于鐵鎳共生特性導(dǎo)致，普通玻璃砂礦中含有鐵的同時(shí)也有一定含量的鎳。這些鎳在玻璃熔制過程中可能與燃料或其他途徑引入的硫進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)從而在制成玻璃種形成了硫化鎳。

玻璃種的硫化鎳夾雜物一般以結(jié)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NiXS，其中X=0—0.07。只有NiXS相是造成鋼化玻璃自發(fā)炸碎的主要原因。

已知理論上的NIS在379℃時(shí)有一相變過程，從高溫狀態(tài)的γ—NiS六方晶系轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏貭顟B(tài)β—NiS三方晶系過程中，伴隨出現(xiàn)2.38%的體積膨脹。這一結(jié)構(gòu)在室溫時(shí)保存下來(lái)。如果以后玻璃受熱就可能迅速出現(xiàn)γ—β態(tài)轉(zhuǎn)變。如果這些雜物在鋼化玻璃受張應(yīng)力的內(nèi)部，則體積膨脹會(huì)引起自發(fā)炸裂。如果室溫時(shí)存在γ—NIS，經(jīng)過數(shù)年、數(shù)月也會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變到β態(tài)，在這一相變過程中體積緩慢增大未必造成內(nèi)部破裂。

玻璃中有NiS雜質(zhì)是比較難以完全剔除，總有一定量的NiS存在于玻璃里，這種雜質(zhì)想性質(zhì)同水比較相似屬于冷脹熱縮的東西，鋼化玻璃在鋼化的過程中他會(huì)縮小，冷卻過程中又會(huì)變大（伴隨位移的），但是因?yàn)槔鋮s時(shí)間很短，不足以讓它還原成常溫的大小，所以在冷卻完成后還會(huì)繼續(xù)變化，這種變化就可能會(huì)造成鋼化玻璃自爆。

不鋼化的玻璃會(huì)不會(huì)自爆么？

不鋼化的玻璃是不會(huì)自爆的。但不鋼化玻璃往往也會(huì)沒有外力的作用下發(fā)生從邊部擴(kuò)展的裂痕，這種情況主要是熱炸裂。熱炸裂主要原因有：①、玻璃邊部存在裂紋，這些裂紋在溫差作用下進(jìn)行了進(jìn)一步的擴(kuò)展。②、玻璃在安裝過程中直接接觸到金屬件，玻璃與金屬件之間沒有彈性材料進(jìn)行緩沖，隨著溫度的變化金屬手熱膨脹積壓玻璃，導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。③、將高性能的膜鍍?cè)谖唇?jīng)過強(qiáng)化處理的玻璃上，由于膜對(duì)紅外的功能性作用，導(dǎo)致玻璃局部熱應(yīng)力過大產(chǎn)生破裂。

半鋼化玻璃會(huì)不會(huì)自爆？

半鋼化玻璃又稱熱增強(qiáng)玻璃。半鋼化玻璃介于普通平板玻璃和鋼化玻璃之間的一個(gè)品種，它兼有鋼化玻璃的部分優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度較普通浮法玻璃高，是普通浮法玻璃的2倍，同時(shí)半鋼化玻璃極大的降低了鋼化的概率。

半鋼化玻璃是否會(huì)自爆關(guān)于這個(gè)一直存在爭(zhēng)議，主要原因在于半鋼化玻璃相對(duì)于鋼化是緩慢冷卻，同時(shí)玻璃應(yīng)力較鋼化要低很多。緩慢冷卻劑有利于硫化鎳在玻璃未冷卻前完成晶型轉(zhuǎn)變；另一方面，應(yīng)力低即是存在一定的雜質(zhì)也不容易產(chǎn)生自爆。這兩個(gè)原因是否能完全絕對(duì)排除自爆，不能輕易下結(jié)論。從實(shí)際工程應(yīng)用的情況來(lái)看，半鋼化玻璃上墻以后也有數(shù)量非常少的破裂現(xiàn)象，但其原因是自爆還是別的原因未有結(jié)論。

自爆率是什么？

由于鋼化玻璃存在自爆這種客觀現(xiàn)象。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般情況每4噸玻璃就有一例“自爆”，轉(zhuǎn)化成為常規(guī)玻璃具體的片數(shù)，就是行業(yè)內(nèi)的3‰—5‰。從工程實(shí)踐情況來(lái)看，浮法原片的質(zhì)量，玻璃版面的大小，深加工工藝的控制情況對(duì)自爆概率影響較大。

浮法原片質(zhì)量對(duì)自爆概率的影響是決定性。①浮法原片生產(chǎn)過程中的砂礦、配料、燃料，甚至破碎機(jī)中使用的鎳鐵合金襯板共同決定了硫化鎳的形成物質(zhì)基礎(chǔ)；②浮法生產(chǎn)過程中的原料管理，熔制及成型工藝管理、耐火材料侵蝕等，決定了玻璃原片中的結(jié)石、氣泡等雜質(zhì)的數(shù)量。③浮法生產(chǎn)過程中冷端對(duì)雜質(zhì)的檢出標(biāo)準(zhǔn)與處理手段也決定了流向深加工廠原片的品質(zhì)。

深加工過程中影響自爆概率的因素主要有：①邊部處理的質(zhì)量；玻璃邊部的微裂紋直接影響了鋼化過程中的自爆。同時(shí)邊部處理粗糙的玻璃，在安裝使用中也存在因邊部裂紋擴(kuò)展而玻璃自爆的情況。②鋼化應(yīng)力越高，鋼化玻璃自爆概率越高。

什么是鋼化玻璃熱浸？熱浸降低鋼化玻璃自爆的概率原理是什么？

熱浸處理又稱均質(zhì)處理，俗稱“引爆”。熱浸處理是將鋼化玻璃加熱到290℃±10℃，并保溫一定時(shí)間，促使硫化鎳在鋼化玻璃中快速完成晶相轉(zhuǎn)變，讓原本使用后才可能自爆的鋼化玻璃人為地提前破碎在工廠的熱浸爐中，從而減少安裝后使用中的鋼化玻璃自爆。該方法一般用熱風(fēng)作為加熱的介質(zhì)，國(guó)外稱作“Heat Soak Test”，簡(jiǎn)稱HST，直譯為熱浸處理。

熱浸難點(diǎn)。從原理上看，熱浸處理既不復(fù)雜，也無(wú)難度。但實(shí)際上達(dá)到這一工藝指標(biāo)非常不易。研究顯示，玻璃中硫化鎳的具體化學(xué)結(jié)構(gòu)式有多種，如Ni7S6、NiS、NiS1.01等，不但各種成分的比例不等，而且可能摻雜其他元素。其相變快慢高度依賴于溫度的高低。研究表明，280℃時(shí)的相變速率是250℃時(shí)的100倍，因此必須確保爐內(nèi)的各塊玻璃經(jīng)歷同樣的溫度制度。否則一方面溫度低的玻璃因保溫時(shí)間不夠，硫化鎳不能完全相變，減弱了熱浸的功效。另一方面，當(dāng)玻璃溫度太高時(shí)，甚至?xí)鹆蚧嚹嫦蛳嘧?，或者?yīng)力過高導(dǎo)致鋼化應(yīng)力下降過多，造成更大的隱患。這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致熱浸處理勞而無(wú)功甚至適得其反。

具國(guó)外相關(guān)統(tǒng)計(jì)在嚴(yán)格意義的熱浸后，可降到鋼化玻璃的自爆概率可以降低到每400噸玻璃一例，即自爆概率可以降低2個(gè)數(shù)量級(jí)。由于從嚴(yán)格意義上也無(wú)法絕對(duì)排除鋼化自爆，是否玻璃是否熱浸也無(wú)法檢測(cè)；同時(shí)熱浸工藝費(fèi)時(shí)、耗力，對(duì)設(shè)備和工藝要求較高，因此國(guó)內(nèi)許多不規(guī)范的生產(chǎn)企業(yè)，常常假熱浸或不完全熱浸也影響了熱浸工藝在國(guó)內(nèi)的接受度。

超白玻璃為什么能降低鋼化自爆概率？

工程用超白玻璃是一種精品浮法玻璃。超白玻璃可以大幅降低鋼化玻璃自爆概率原因有以下幾點(diǎn)：①、超白玻璃為了保證產(chǎn)品品質(zhì)，一般采用優(yōu)選超白砂礦和精細(xì)配料，采用天然氣燒成，從原料上降低了硫化鎳產(chǎn)生的可能性。②超白玻璃工藝和質(zhì)量控制較普通浮法玻璃更為嚴(yán)格，減低了由于結(jié)石、氣泡等問題導(dǎo)致的鋼化自爆。

玻璃深加工廠怎么降低鋼化自爆概率？

① 、選用優(yōu)質(zhì)原片；首選采用天然氣燒成的浮法原片，其他燃料次之。②、加強(qiáng)邊部質(zhì)量管控；③、確保鋼化應(yīng)力均勻；④、鋼化玻璃表面應(yīng)力控制走規(guī)范下線。

建筑玻璃選用上怎么規(guī)避鋼化玻璃自爆？

1、選用超白原片； 2、熱浸處理； 3、適當(dāng)控制單片玻璃重量，避免單片玻璃過大過重。

玻璃自爆了怎么辦？

鋼化玻璃自爆后，有些可能會(huì)立即散落，有一些鋼化自爆后的玻璃不一定立即散落。但這些自爆后未散落的碎片及其不穩(wěn)定，在風(fēng)雨、整頓若未散落，建議立即進(jìn)行處置清理。

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