【中玻網(wǎng)】一、鋼化玻璃爆開(kāi)及其分類(lèi)
　　
　　1、鋼化玻璃爆開(kāi)分類(lèi)鋼化玻璃誕生開(kāi)始，就伴隨著(zhù)爆開(kāi)問(wèn)。鋼化玻璃爆開(kāi)可以表述為鋼化玻璃在無(wú)外部直接作用的情況下而自動(dòng)發(fā)生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過(guò)程中均可發(fā)生鋼化玻璃爆開(kāi)。爆開(kāi)按起因不同可分為兩種：一是由玻璃中可見(jiàn)缺點(diǎn)引起的爆開(kāi)，例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等；二是由玻璃中硫化鎳(NIS)雜質(zhì)和異質(zhì)相顆粒引起鋼化玻璃爆開(kāi)。

　　2、不可控鋼化玻璃爆開(kāi)的特點(diǎn)鋼化玻璃原因不清爆開(kāi)的問(wèn)題，責任難明。爆開(kāi)時(shí)間沒(méi)有確定性，可能是剛出爐，也可能是出廠(chǎng)后1～2月，也有出廠(chǎng)1～2年才爆開(kāi)的，引起鋼化玻璃較多爆開(kāi)的時(shí)間可能是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4～5年。據不完全了解，大部份廠(chǎng)家產(chǎn)品的概率是3‰左右的爆開(kāi)率；個(gè)別廠(chǎng)家產(chǎn)品的概率可能還要高。鋼化玻璃爆開(kāi)的根本原因是因為玻璃中含有硫化鎳及異質(zhì)相顆粒雜質(zhì)，雜質(zhì)是如何混入的？現還未根本查清，玻璃中是如何混入鎳的，較好大可能的來(lái)源是設備上使用的各種含鎳合金部件及窯爐上使用的各種耐熱合金。對于燒油的熔窯，曾報道在小爐中發(fā)現富鎳的凝結物。硫毫無(wú)疑問(wèn)來(lái)源于配合料中及燃料中的含硫成份。當溫度超過(guò)1000℃時(shí)，硫化鎳以液滴形式存在于熔融玻璃中，這些小液滴的固化溫度為797℃。1克硫化鎳就能生成約1000個(gè)直徑為0.15mm的小結石。硫化鎳可以在生產(chǎn)完成后任何時(shí)候發(fā)生，故現在還不能完全杜絕，至今無(wú)有效地防止辦法稱(chēng)為“玻璃幕墻的癌癥”?！安Ａ粔Φ陌┌Y”出自有名建筑師福斯特之口：那年，由斯特事務(wù)所設計的倫敦市政廳塊從地板到天花板高度的玻璃破裂。這座市政廳靠近倫敦塔橋，全部用玻璃做覆面，承包商不得不著(zhù)手檢查所有的內部玻璃。大倫敦市議會(huì )發(fā)言人說(shuō)，根據初步調查，問(wèn)題出在玻璃含有鎳硫化物上，也就是說(shuō)，在建造過(guò)程中玻璃被鎳元素污染，鎳和玻璃中的硫化物進(jìn)行化學(xué)反應，造成破裂。硫化鎳類(lèi)爆開(kāi)后更換難度大，處理費用高，同時(shí)會(huì )伴隨非常大的質(zhì)量投訴及經(jīng)濟損失，造成業(yè)主的不滿(mǎn)甚至更為嚴重的其他后果。稱(chēng)之為“玻璃幕墻的癌癥”。
　　
　　二、鋼化玻璃爆開(kāi)率及爆開(kāi)原因
　　
　　1、爆開(kāi)率國內的爆開(kāi)率各生產(chǎn)廠(chǎng)家并不一致，從3%～0.3%不等。一般爆開(kāi)率是按片數為單位計算的，沒(méi)有考慮單片玻璃的面積大小和玻璃厚度，所以不夠準確，也無(wú)法進(jìn)行更科學(xué)的相互比較。為統一測算爆開(kāi)率，必須確定統一的假設。定出統一的條件：每5～8噸玻璃含有一個(gè)足以引發(fā)爆開(kāi)的硫化鎳；每片鋼化玻璃的面積平均為1.8mm；硫化鎳均勻分布。則計算出6mm厚的鋼化玻璃計算爆開(kāi)率為0.64%～0.54%，即6mm鋼化玻璃的爆開(kāi)率約為3‰～5‰。這與國內高水平加工企業(yè)的實(shí)際值基本吻合。即使完全按標準生產(chǎn)，也不能完全避免鋼化玻璃爆開(kāi)。大型建筑物輕易就會(huì )用上幾百?lài)嵅Ａ?，這意味著(zhù)玻璃中硫化鎳和異質(zhì)相雜質(zhì)存在的率很大，所以鋼化玻璃雖經(jīng)熱浸處理，爆開(kāi)依然不可避免。
　　
　　2、鋼化玻璃不可控爆開(kāi)的原因-硫化鎳(NiS)及異質(zhì)相顆粒鋼化玻璃不可控爆開(kāi)的來(lái)源不僅是傳統認識中的nis微粒，還有許多其它異質(zhì)相顆粒。玻璃中的裂紋萌發(fā)和擴展主要是由于在顆粒附近處產(chǎn)生的殘余應力所致的。這類(lèi)應力可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是相變膨脹過(guò)程中的相變應力，另一類(lèi)是由熱膨脹系數不匹配產(chǎn)生的殘余應力。硫化鎳(nis)及異質(zhì)相顆粒。玻璃內部包含硫化鎳雜質(zhì)，以小水晶狀態(tài)存在，在一般情況下，不會(huì )造成玻璃破損，但是由于鋼化玻璃重新加熱，改變了硫化鎳雜質(zhì)的相態(tài)，硫化鎳的高溫α態(tài)在玻璃急冷時(shí)被凍結，他們在恢復到β態(tài)可能需要年的時(shí)間，由于低溫β態(tài)的硫化鎳雜質(zhì)將產(chǎn)生體積加大，在玻璃內部產(chǎn)生局部的應力集中，這時(shí)鋼化玻璃爆開(kāi)將發(fā)生。然而，僅僅比非常大的雜質(zhì)將引起爆開(kāi)，而且僅僅當雜質(zhì)在拉應力的核心部位時(shí)才能發(fā)生鋼化玻璃爆開(kāi)。nis是一種晶體，存在二種晶相：高溫相α-nis和低溫相β-nis，相變溫度為379℃，玻璃在鋼化爐內加熱時(shí)，因加熱溫度遠高于相變溫度，nis全部轉變?yōu)棣料?。然而在隨后的淬冷過(guò)程中，α-nis來(lái)不及轉變?yōu)棣?nis，從而被凍結在鋼化玻璃中。在室溫環(huán)境下，α-nis是不穩定的，有逐漸轉變?yōu)棣?nis的趨勢。這種轉變伴隨著(zhù)約2～4%的體積膨脹，使玻璃承受巨大的相變張應力，從而致爆開(kāi)。從爆開(kāi)后玻璃碎片中提取的nis結石的掃描電鏡照片中可看到，其表面起伏不平、非常粗糙。異質(zhì)相顆粒引起鋼化玻璃爆開(kāi)，可以破裂源處玻璃碎片的橫截面照片中看到，一個(gè)球形微小顆粒引起的初次開(kāi)裂痕跡與二次碎裂的邊界區。
　　
　　3、如何鑒別鋼化玻璃的爆開(kāi)首先看起爆點(diǎn)(鋼化玻璃裂紋呈放射狀，均有起始點(diǎn))是否在玻璃中間，如在玻璃邊緣，一般是因為玻璃未經(jīng)過(guò)倒角磨邊處理或玻璃邊緣有損傷，造成應力集中，裂紋逐漸發(fā)展造成的；如起爆點(diǎn)在玻璃中部，看起爆點(diǎn)是否有兩小塊多邊形組成的類(lèi)似兩片蝴蝶翅膀似的圖案(蝴蝶斑)，如有仔細觀(guān)察兩小塊多邊形公用邊(蝴蝶的軀干部分)應有肉眼可見(jiàn)的黑色小顆粒(硫化鎳結石)，則可判斷是爆開(kāi)的；否則就應是外力破壞的。玻璃爆開(kāi)典型特征是蝴蝶斑。玻璃碎片呈放射狀分布，放射中心有二塊形似蝴蝶翅膀的玻璃塊，俗稱(chēng)“蝴蝶斑”。nis結石位于二塊"蝴蝶斑"的界面上。
　　
　　4、鋼化玻璃爆開(kāi)機理理論探討徑向應力r≥a切向應力r≥a顆粒與玻璃之間界面的應力對于異質(zhì)顆粒在玻璃基體中，降溫過(guò)程溫是負的，所以顆粒周邊的徑向應力是壓力，切向應力是拉力。玻璃中間層球形單質(zhì)硅顆粒的掃描電鏡圖像和邊緣擠壓形貌，顆粒周邊的徑向應力是壓力，切向應力是拉力，所以切向應力是裂紋啟始的根源。