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(fā)生的自動性炸裂現象,根據行業(yè)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(qū),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(qū)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(tài),伴隨結石而存在的裂紋擴展就很容易發(fā)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(fā)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(tài)的α—NiS六方晶系轉變?yōu)榈蜏貭顟B(tài)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(tài)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(fā)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(tài),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(qū)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。