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 常见问题 => 钢化玻璃为什么会自爆? 打印此页】 【返回
发布日期:[2010-08-07]    共阅[4076]次
    

钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。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极限时,就会导致钢化玻璃自爆。

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α-

NiS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β-NiS(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α-NiS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β-NiS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增大。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

玻璃的破裂即自爆。

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,所以钢化玻璃会自爆。国

家规定,钢化玻璃的自爆率为3‰。

 
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