钢化玻璃为什么会自爆
钢化玻璃自爆的原因是什么

钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃的自爆原因复杂多样,以下是一些常见的原因:
1.制造缺陷:钢化玻璃在制造过程中,如果控制不当,可能会引入一
些制造缺陷,如表面不均匀的应力、机械性破坏或化学性缺陷。
这些缺陷
会削弱玻璃的耐力,导致自爆。
2.温度差异:钢化玻璃具有较高的抗热冲击性能,但当温度差异较大时,玻璃会受到一定的应力。
如果温度急剧变化,或玻璃表面有冷热不均
匀的情况,玻璃的应力可能会不均匀释放,导致自爆。
3.压力变化:玻璃表面受到外部冲击力,或周围环境压力变化,都可
能导致钢化玻璃自爆。
例如,玻璃表面被撞击后,会引起局部应力的变化,进而导致自爆。
4.玻璃混入金属离子:在玻璃加工过程中,如果杂质或残留物进入玻
璃内部,并与玻璃表面相互作用,可能导致玻璃发生离子交换。
这种离子
交换会导致玻璃表面的压应力增加,从而增加了玻璃自爆的风险。
5.玻璃安装不当:如果钢化玻璃的安装不符合规范,如安装时没有遵
循正确的承载和支撑方式,或者安装过程中发生突发事件,这些因素都可
能导致钢化玻璃自爆。
当钢化玻璃发生自爆时,可能会出现玻璃全面碎裂的情况,也可能只
是玻璃表面出现小碎片。
无论是哪种情况,都会给人们带来损失和伤害。
因此,在使用钢化玻璃时,应当遵守相关的安全操作规程,确保正确安装
和维护,减少钢化玻璃自爆的风险。
最后,总结一下,钢化玻璃自爆的原因包括制造缺陷、温度差异、压
力变化、玻璃混入金属离子和玻璃安装不当等多种因素。
为了减少钢化玻
璃自爆的风险,应严格按照规范安装和维护玻璃,并保持良好的使用环境,避免剧烈温度变化和外力冲击。
钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案

钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案在广义上,钢化玻璃自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象。
实际上,钢化加工过程中的自动爆裂与储存、运输、使用过程中的自爆是两个完全不同的概念,二者不可混淆。
钢化玻璃生产过程中的自爆钢化玻璃在生产过程中的自爆一般由玻璃中的砂粒、气泡等夹杂物及冷加工时造成的缺口、刮伤、爆边和钢化不合理等工艺缺陷引起的。
对于玻璃在加工过程中炸裂,应采取以下措施:选用优质的玻璃原片:玻璃原片对于钢化玻璃成品质量的玻璃在炉内炸裂是至关重要的。
若玻璃内含有气泡、结石、冷裂纹以及表面划伤过重都会使用在热处理过程中产生应力集中,从而容易破裂。
但是,浮法玻璃生产线不稳定时也可能出现上述缺陷,应该认真做好每片原片玻璃的质检工作。
注意预处理方式:切割玻璃时应选用正确角度的刀轮和施加压力,使玻璃切面的上部裂纹带很窄,而下部的镜面较宽,从而获得良好切口,减少边部裂纹。
玻璃切割后边部都会存在微裂纹,钢化前尽量使用抛光边或精磨边,减少玻璃微裂纹的存在和对后期使用的影响。
角部尽量选用圆形角,减少钢化过程中的应力集中。
一般厚度≥8mm的玻璃要求进行精磨边,厚度≤6mm的玻璃可以用湿砂带磨边机磨边。
合理设置炉温:从玻璃受热及内应力变化分析来看,温度的剧烈变化是引起玻璃炉内炸裂是主要的外部因素。
温度越高,玻璃厚度方向上温度梯度越大,内应力越大,玻璃炸裂概率越高。
12mm、15mm、19mm厚的玻璃危险性更大。
因此,在钢化温度范围内不宜采用过高的温度。
合理设置输送速度:当玻璃从上片台输入钢化炉时,玻璃前端先进入炉内受热膨胀,而处于炉外的玻璃后端较冷。
在冷热交界处平面方向上产生的温度差,使冷端产生张应力,热端产生压应力。
输送速度越快,这种温差越小。
但是,如果加快输送速度,玻璃迅速处于高温之中,受热冲击增大,即在厚度方向上的温度梯度相对增大,玻璃炉内炸裂概率随之增大。
因此,在实际生产中就要权衡利弊,然后选择合理输送速度。
钢化玻璃自爆与热浸

•
NiS晶体图片
• 自爆是钢化玻璃的固有特性,半钢化玻璃不存在
• •
自爆。 每4吨玻璃液中含有一个NiS晶体 按国外玻璃行业界的统计,钢化玻璃自爆的概率 约为0.3—0。5%
• 钢化玻璃自爆的概率与大小、玻璃的厚度外界温
度的变化都有影响。
钢化玻璃自爆图片
减少钢化玻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ自爆率的措施
• 均质处理也叫热浸处理 • 实际上就是一种引爆措施 • 下图天津南玻热浸炉
热浸处理的标准
标准 升温时间 保温时间 (~300℃) 降温时间 (至75℃以下)
DIN18516
4 hs 1 hs 1 hs
4 hs 2 hs 2 hs
4 hs 1 hs 1 hs
EN14179 JGJ102条文
热浸 并不能完全消除钢化玻璃自爆!
热浸处理后钢化玻璃自爆率 ≤1‰
钢化玻璃自爆的原因
• 玻璃自爆机理:玻璃经钢化处理后,表面形成压
应力,内部形成张应力,张应力与压应力保持平 衡,该平衡受到破坏,超过玻璃的抗张极限--玻 璃破裂。 钢化玻璃自爆是由于钢化玻璃内部的硫化镍晶体 发生相变转变,其体积膨胀,导致钢化玻璃内部 应力失衡而自爆。 硫化镍由制造玻璃的原材料石英砂带入玻璃
• •
• NiS高温状态时以 α-NiS六方晶体存在,常温时以
• •
β- NiS三方晶体存在。 当α-NiS六方晶体转变为β- NiS三方晶体时,伴 随着体积膨胀2.38%。 NiS在278℃有一个相变过程:这个转变过程的快 慢,取决于硫化镍(包括Ni7S6、 NiS、 NiSX)在 玻璃中的成份比含量,还有温度的变化。当膨胀 的数量足够并位于钢化玻璃的张应力层时,足以 引爆钢化玻璃。 玻璃钢化时(温度600-700℃),然后快速冷却 到常温(23 ℃)α-NiS到 β- NiS无法及时转 换始终处在转换进程中。
钢化玻璃自爆的原因是什么

自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种:一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等;二是由玻璃中硫化镍NiS杂质膨胀引起的自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.所以,硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点.钢化玻璃自爆机理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.进一步实验表明:对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃,其内部的张应力为45MPa左右.此时张应力层中任何直径大于0.06mm的硫化镍均可引发自爆.另外,根据自爆研究统计结果分析,95%以上的自爆是由粒径分布在0.04mm~0.65mm之间的硫化镍引发.根据材料断裂力学计算出硫化镍引发自爆的平均粒径为0.2mm.因此,国内外玻璃加工行业一致认定硫化镍是钢化玻璃自爆的主要原因.钢化玻璃自爆还有一些其他因素:玻璃开槽及钻孔的不合理、玻璃原片质量较差、厚度不均如压花玻璃、应力分布不均例如弯钢化玻璃及区域钢化玻璃等.一、前言中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托,对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10个城市进行了既有幕墙安全状况调查,调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上,由城市建设行政主管部门推荐提供的120项既有建筑幕墙项目,在本次调查中,幕墙玻璃破损437块.全玻幕墙此次调查有17项,其中10项发现大玻璃碎裂,共计68块,玻璃肋断裂3块,还发现很多玻璃幕墙无肋玻璃.中空玻璃漏气180块,镀膜玻璃脱膜现象个别城市也比较多.调查中发现了9项有重要隐患的幕墙工程,占调查项目总数的9.38%.如果去掉钢化玻璃自爆破裂,比例下降到2.3%.幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下,改变这种状况已迫在眉捷.本文根据国内、外幕墙和门窗的玻璃破裂事故的分析,建议幕墙及门窗应采用防飞散玻璃.二、钢化玻璃自爆及其分类1、钢化玻璃自爆分类从钢化玻璃诞生开始,就伴随着自爆问题.钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种:一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等;二是由玻璃中硫化镍NIS杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.BALLANTYNE于1961年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制.BORDEAUX和KASPERr通过对250例自爆的研究,发现引起自爆的硫化镍直径在0.04~0.65mm之间,平均粒径为0.2mm.新发现异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.2、不可控钢化玻璃自爆的特点钢化玻璃原因不清自爆的问题,责任难明.自爆时间没有确定性,可能是刚出炉,也可能是出厂后1~2月,也有出厂1~2年才自爆的,引起钢化玻璃较多自爆的时间可能是产品生产完成后的4~5年.据不完全了解,大部份厂家产品的概率是3‰左右的自爆率;个别厂家产品的概率可能还要高.钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及异质相颗粒杂质,杂质是如何混入的现还未根本查清,玻璃中是如何混入镍的,最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金.对于烧油的熔窑,曾报道在小炉中发现富镍的凝结物.硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份.当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中,这些小液滴的固化温度为797℃.1克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石.硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,故现在还不能完全杜绝,至今无有效地防止办法称为“玻璃幕墙的癌症”.“玻璃幕墙的癌症”出自着名建筑师福斯特之口:那年,由斯特事务所设计的伦敦市政厅几块从地板到天花板高度的玻璃破裂.这座市政厅靠近伦敦塔桥,全部用玻璃做覆面,承包商不得不着手检查所有的内部玻璃.大伦敦市议会发言人说,根据初步调查,问题出在玻璃含有镍硫化物上,也就是说,在建造过程中玻璃被镍元素污染,镍和玻璃中的硫化物进行化学反应,造成破裂.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.称之为“玻璃幕墙的癌症”.三、钢化玻璃自爆率及自爆原因1、自爆率国内的自爆率各生产厂家并不一致,从3%~0.3%不等.一般自爆率是按片数为单位计算的,没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度,所以不够准确,也无法进行更科学的相互比较.为统一测算自爆率,必须确定统一的假设.定出统一的条件:每5~8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍;每片钢化玻璃的面积平均为1.8m2;硫化镍均匀分布.则计算出6mm厚的钢化玻璃计算自爆率为0.64%~0.54%,即6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰~5‰.这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合.即使完全按标准生产,也不能彻底避免钢化玻璃自爆.大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃,这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大,所以钢化玻璃虽经热浸处理,自爆依然不可避免.2、钢化玻璃不可控自爆的原因-硫化镍NiS及异质相颗粒钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的nis微粒,还有许多其它异质相颗粒.玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的.这类应力可分为两类,一类是相变膨胀过程中的相变应力,另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力.硫化镍nis及异质相颗粒.玻璃内部包含硫化镍杂质,以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是由于钢化玻璃重新加热,改变了硫化镍杂质的相态,硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结,他们在恢复到β态可能需要几年的时间,由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大,在玻璃内部产生局部的应力集中,这时钢化玻璃自爆将发生.然而,仅仅比较大的杂质将引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆.nis是一种晶体,存在二种晶相:高温相α-nis和低温相β-nis,相变温度为379℃,玻璃在钢化炉内加热时,因加热温度远高于相变温度,nis全部转变为α相.然而在随后的淬冷过程中,α-nis来不及转变为β-nis,从而被冻结在钢化玻璃中.在室温环境下,α-nis是不稳定的,有逐渐转变为β-nis的趋势.这种转变伴随着约2~4%的体积膨胀,使玻璃承受巨大的相变张应力,从而导致自爆.从自爆后玻璃碎片中提取的nis结石的扫描电镜照片中可看到,其表面起伏不平、非常粗糙.异质相颗粒引起钢化玻璃自爆,可以破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到,一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区3、如何鉴别钢化玻璃的自爆首先看起爆点钢化玻璃裂纹呈放射状,均有起始点是否在玻璃中间,如在玻璃边缘,一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤,造成应力集中,裂纹逐渐发展造成的;如起爆点在玻璃中部,看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案蝴蝶斑,如有仔细观察两小块多边形公用边蝴蝶的躯干部分应有肉眼可见的黑色小颗粒硫化镍结石,则可判断是自爆的;否则就应是外力破坏的.玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑.玻璃碎片呈放射状分布,放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块,俗称“蝴蝶斑”.nis结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上.4、钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r≥a切向应力r≥a颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中,降温过程温差是负的,所以颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力.玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌,颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力,所以切向应力是裂纹启始的根源.四、玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨1、钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题.但是对于安全玻璃的概念,传统的概念是,全钢化玻璃属于安全玻璃.其根据除了强度较高外,主要是由于全钢化玻璃破碎时会整块玻璃全部破碎成蜂窝状钝角小颗粒,不易伤人.通过这次调查和众多事故实践,对于这一概念提出了质疑,高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃问题,有讨论的必要.对于高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃,其安全的主要担心是玻璃破碎坠落伤人.这里应该包含三部分要求:一是玻璃具有足够的强度,使其承受设计荷载不破坏.二是玻璃万一破裂要具有防碰碎散落性,使其处于破碎状态时保证不会坠落飞散.三是足够断裂韧度k1c.2、全钢化玻璃具备较高强度和其破坏形态为钝角小颗粒这两个安全因素.但不具备防破碎散落性这一对高层建筑玻璃幕墙而言关键性的安全因素、因此而带来的不安全后果,全钢化玻璃破碎后的大群呈钝角的碎片,从高空散落而下,即使颗粒较小,但速度已很大,同样能伤人.其中的罪魁祸首便是自由落体的重力加速度.对高层建筑玻璃幕墙的玻璃不论何种形态的玻璃碎片,如高层建筑上散落而下,都是危险的甚至是致命的.此外,全钢化玻璃自爆破坏无先兆,目前尚无有效的完全防止的方法,是玻璃幕墙的癌症,玻璃自爆破碎和高空散落,高层建筑玻璃幕墙使用全钢化玻璃并不安全.安全是一个相对的概念,是有条件的;不是绝对的,无条件的.脱离使用条件,仅仅只从其碎片形态来定义玻璃幕墙安全玻璃,是不全面的,钢化玻璃并不是不破裂,只是玻璃之碎粒较小,但碎片容易下落和飞溅而造成意外事故,因此,在很多国外玻璃幕墙技术标准和规范中都明确玻璃幕墙不宜使用单片钢化玻璃,应采用防飞散玻璃,日本高层建筑玻璃幕墙上使用全钢化玻璃,必须增贴一层防飞散膜,以确保安全.“强而不破碎,破碎不散落”,防飞散玻璃才是玻璃幕墙使用的安全玻璃.3、推荐采用半钢化玻璃.半钢化玻璃生产采用与钢化玻璃类似的工艺方法.只是冷却速度较慢.因此其表面应力略小于钢化玻璃.半钢化玻璃在机械强度、抗风压性能、抗冲击性能和抗热震性方面明显优子普通退火玻璃,较适合使用于玻璃幕墙中.半钢化玻璃特性:强度为普通玻璃的2倍;可以有效地抵抗热应力作用.避免玻璃的热炸裂,一旦破裂.半钢化玻璃裂纹全部是延伸到边.其碎片可以保留在框架内而不会坠落;不易发生钢化玻璃的自爆现象;比钢化玻璃具有更好的平整度.五、结论1、国内玻璃幕墙造成危害主要来源是钢化玻璃自爆.2、钢化玻璃自爆的来源不仅是传统认识中的NiS微粒,还有许多其它异质相颗粒.3、玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的切向拉应力.4、钢化玻璃自爆不可控,事前无任何征兆.称为“玻璃幕墙的癌症”.5、幕墙及门窗应采用防飞散玻璃,推荐采用半钢化玻璃.。
玻璃自爆原因及表面现象

玻璃自爆原因及表面现象集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆。
自爆是钢化玻璃固有的特性之一。
产生自爆的原因很多,简单地归纳以下几种:①玻璃质量缺陷的影响A.玻璃中有结石、杂质:玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点,也是应力集中处。
特别是结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。
结石存在于玻璃中,与玻璃体有着不同的膨胀系数。
玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。
当结石膨胀系数小于玻璃,结石周围的切向应力处于受拉状态。
伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。
B.玻璃中含有硫化镍结晶物硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在,直径在0.1—2㎜。
外表呈金属状,这些杂夹物是NI3S2,NI7S6和NI—XS,其中X=0—0.07。
只有N I1—X S相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。
已知理论上的NIS在379。
C时有一相变过程,从高温状态的a—NIS 六方晶系转变为低温状态B—NI三方晶系过程中,伴随出现2.38%的体积膨胀。
这一结构在室温时保存下来。
如果以后玻璃受热就可能迅速出现a—B态转变。
如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部,则体积膨胀会引起自发炸裂。
如果室温时存在a—NIS,经过数年、数月也会慢慢转变到B态,在这一相变过程中体积缓慢增大未必造成内部破裂。
C.玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷,易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。
②钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度方向产生的温度梯度不均匀、不对称。
使钢化制品有自爆的趋向,有的在激冷时就产生“风爆”。
如果张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。
③钢化程度的影响,实验证明,当钢化程度提高到1级/㎝时自爆数达20—25%。
由此可见应力越大钢化程度越高,自爆量也越大。
钢化玻璃自爆的原因是什么

自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种:一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等;二是由玻璃中硫化镍(NiS)杂质膨胀引起的自爆。
这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控。
在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
所以,硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点。
钢化玻璃自爆机理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。
钢化玻璃自爆的原因

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钢化玻璃自爆的原因
钢化玻璃自爆的原因,是由于在玻璃的制造过程中,在原料或耐火材料等的熔出物中混有一些含镍杂质,这些杂质在玻璃熔融过程中,互相使用形成了硫化镍晶体。
硫化镍晶体超过380℃高温是α相态,常温下是β相。
当硫化镍晶体从α相态,转变为β相时,晶体的体积会有2-4%的变化,引起钢化玻璃自爆的硫化镍晶体的直径平均为0.2mm左右。
在原片玻璃成型时,需经过一个缓慢的退火过程,硫化镍晶体基本不会影响玻璃的强度。
但是当对玻璃进行钢化加工时情况就大不相同了。
由于钢化玻璃采用的是淬火工艺。
在冷却风的作用下玻璃冷却速度非常快,当玻璃被冷却到常温,结构完全固定后,α相的硫化镍晶体还来不及转换成低温态的β相,而仍以高温的α相态存在。
如果硫化镍晶体出现在钢化玻璃的张应力区,那么只要出现晶型转变,就一定会发生自爆。
由于晶型转变的时间不定,常温下钢化玻璃的自爆也是完全不确定的。
引爆处理降低自爆概率
解决钢化玻璃自爆的办法,是对钢化玻璃进行均质处理:就是将钢化玻璃重新加热到280-300℃,然后保温2-4小时,使有条件发生自爆的钢化玻璃在这个过程中爆裂。
钢化玻璃的均质还称为钢化玻璃的引爆处理或钢化玻璃的热浸处理。
据统计表明,经严格的均质处理后,钢化玻璃自爆概率会大大降低,每1万平方米玻璃在1年内发生1片自爆的概率仅为1%以下。
此时的钢化玻璃才可以称得上真正的安全玻璃。
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关于钢化玻璃自爆说明

关于钢化玻璃自爆说明钢化玻璃自爆是钢化玻璃在无直接外力作用下发生的自动性炸裂,它可能发生在玻璃的钢化过程、储存过程以及安装后若干年使用过程,“自爆”是钢化玻璃本身具有的特性。
钢化玻璃“自爆”是由于原片玻璃含有硫化镍(NiS)的杂质所致。
由于玻璃中硫化镍(NiS)杂质膨胀引起的,玻璃在钢化加热过软化程中硫化镍(NiS)晶体结构是以体立方结构存在,这种结构不稳定,在钢化急冷过程中硫化镍(NiS)再由体立方结构还圆面立方结构转化,其体积会变大。
由于钢化急冷过程较快一部分硫化镍(NiS)还没转化完全玻璃就已经完全冷却变硬,在后期的使用过程中玻璃中的硫化镍(NiS)晶体在玻璃内部不断的还原,硫化镍(NiS)体积增加,当硫化镍(NiS)晶体体积增加所产生的压力超过玻璃极限强度时,必然引起了玻璃的爆裂,也就是我们通常说的自爆。
在浮法玻璃国家标准《GB11614》中,浮法玻璃原片允许有长度在0.5mm 以下的缺陷(如气泡、夹杂物等)。
通常目视可见的缺陷长度为0.4mm以上,而目前世界上最先进的缺陷检测仪也只能可靠地检测出长度大于0.2mm的小缺陷,但浮法原片中所含的长度大于0.06mm的硫化镍杂质就会引起自爆。
由于小硫化镍(NiS)结石无法被检测到,这样的玻璃在钢化后就有机率出现自爆现象。
一般来说,排除施工安装因素,玻璃自身因素造成的自爆在玻璃安装完成以后一年左右的时间里发生的机率相对较大,以后随着时间的推移,自爆发生的机率逐渐减小。
无论国外还是国内检测手段及标准中规定的玻璃原片所含的杂质指标,都还远不能避免钢化玻璃“自爆”,所以钢化自爆非人为所能控制。
根据国内外的数据统计,一般情况每4吨玻璃就有一例“自爆”,转化成微具体的片数,就是行业内的3‰—5‰,我司对外承诺依照3‰为标准。
钢化玻璃“防自爆”措施主要是进行二次热处理即热浸(均质)处理,具体工艺过程为将钢化玻璃放到热浸炉中进行加热、保温和降温等过程,使有自爆缺陷的钢化玻璃提前引爆,从而大大降低使用过程中的自爆率。
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钢化玻璃为什么会自爆
钢化玻璃之所以会有很高的抗冲击能力,是因为通过钢化炉进行热处理后,在玻璃的表面形成了强大的压应力。
这种应力的存在,在一定程度上抵消了来自外部的冲击,因而表现出钢化玻璃的高强度,而且应力越大,钢化玻璃的强度就越高。
但这种状况是一种不平衡状态,只要有可能它总想要回到平衡——破碎为碎粒,这就是钢化玻璃的破碎。
可能打破平衡导致钢化玻璃破碎的原因有外部的和内在的。
外部原因包括过分的负载、碰撞、不适当的间隙和边部损害等;内在因素则包括:①钢化玻璃边部加工缺陷、尖角、打孔开缺等应力集中区域应力过大,②钢化玻璃内部应力过大,③钢化玻璃内部存在硫化镍杂质。
前两种因素是由于钢化玻璃加工过程中工艺控制原因导致的,硫化镍的因素在原片玻璃制作过程产生。
属于内在因素导致的破碎被称之为自爆。
自爆对于钢化玻璃是不可完全避免的,也是无先兆的,其发生的机率通常在2~5‰,西方国家较低,而我国则相对较高。
玻璃内部可能包含硫化镍杂质,以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是由于钢化玻璃重新加热,改变了硫化镍杂质的相态,硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结,它们再恢复到β态可能需要几年的时间。
由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大,在玻璃内部产生局部的应力集中,这时钢化玻璃自爆将发生。
然而,仅仅比较大的杂质会引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。
硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,最典型的引起钢化玻璃自爆的时间是产品生产完成后的4~5年。
——引自《中国建材信息总网》。