钢化玻璃为什么会自爆

•
• • • • • •Leabharlann Baidu• • • •
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，从而致自爆。
钢化玻璃 为什么 自爆
影响钢化玻璃自爆的原因：
• 一：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：玻璃中硫化镍（NiS）杂质膨胀引起的自爆； • 三：异质相颗粒，如：单质硅、氧化铝和硅铝
酸钠等，玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于异 质颗粒引起的残余拉应力和玻璃本身残余应力综 合作用所导致。
如何辨别
• 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。nis 结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上。
一、玻璃缺陷图
结石
气泡
划伤
夹杂物
爆边
二、玻璃中硫化镍（NiS）
• 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。
• 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。
三、异质相
• 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 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。