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钢化玻璃的加工生产方法 该怎么避免钢化玻璃炸裂

发布日期:2019-08-07 12:10 浏览次数:

玻璃有多种类型,在各个行业都发挥出了举足轻重的作用。我们日常接触的除了用来制作门窗的中空玻璃、夹层玻璃以外,还有许多用于制作艺术装饰品的种类,例如热熔玻璃、压花玻璃等。这些玻璃制品各具特色,能够用于各种场合。想要了解钢化玻璃的加工生产方法,以及该怎么避免钢化玻璃炸裂,不妨读一读吧。

一、钢化玻璃的加工生产方法

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⒈物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时,通过自身的形变消除内部应力,然后将玻璃移出加热炉,再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面,使其迅速且均匀地冷却至室温,即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉,外部受压的应力状态,一旦局部发生破损,便会发生应力释放,玻璃被破碎成无数小块,这些小的碎片没有尖锐棱角,不易伤人。

⒉化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃,浸入到熔融状态的锂(Li+)盐中,使玻璃表层的Na+或K+离子与Li+离子发生交换,表面形成Li+离子交换层,由于Li+的膨胀系数小于Na+、K+离子,从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大,当冷却到常温后,玻璃便同样处于内层受拉,外层受压的状态,其效果类似于物理钢化玻璃。

二、该怎么避免钢化玻璃炸裂

1.降低应力值

钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力,板芯层处于张应力,在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中央是抛物线的顶点,即张应力较大处;两侧接近玻璃两表面处是压应力;零应力面大约位于厚度的1/3处。通过分析钢化急冷的物理过程,可知钢化玻璃表面张力和内部的张应力在数值上有粗略的比例关系,即张应力是压应力的1/2~1/3。国内厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右,实际情况可能更高一些。钢化玻璃自身的张应力约为32MPa~46MPa,玻璃的抗张强度是59MPa~62MPa,只要硫化镍膨胀产生的张力在30MPa,则足以引发自爆。若降低其表面应力,相应地会降低钢化玻璃本身自有的张应力,从而有助于减少自爆的发生。

2.应力均匀

钢化玻璃的应力不均,会明显增大自爆率,已经到了不容忽视的程度。应力不均引发的自爆有时表现得非常集中,特别是弯钢化玻璃的某具体批次的自爆率会达到令人震惊的严重程度,且可能连续发生自爆。其原因主要是局部应力不均和张力层在厚度方向的偏移,玻璃原片自身质量也有一定的影响。应力不均会大幅降低玻璃的强度,在一定程度上相当于提高了内部的张应力,从而自爆率提高了。如果能使钢化玻璃的应力均匀分布,则可有效降低自爆率。

3.热浸处理

热浸处理又称均质处理,俗称“引爆”。热浸处理是将钢化玻璃加热到290℃±10℃,并保温一定时间,促使硫化镍在钢化玻璃中快速完成晶相转变,让原本使用后才可能自爆的钢化玻璃人为地提前破碎在工厂的热浸炉中,从而减少安装后使用中的钢化玻璃自爆。该方法一般用热风作为加热的介质,国外称作“Heat Soak Test”,简称HST,直译为热浸处理。

相关概念

玻璃

玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。

钢化玻璃

钢化玻璃 (Tempered glass/Reinforced glass) 属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压性,寒暑性,冲击性等。注意与玻璃钢区别开来。

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