最近的一個微博熱搜,一直被“小(xiǎo)張”占據着,并一直處于“熱沸”的狀态。但是傳着傳着,這個小(xiǎo)張被上熱搜的原因漸漸走偏了。因為(wèi)諸多(duō)女性網友都盯着小(xiǎo)張顔值了,而根本沒有(yǒu)重視那真正的起因——鋼化玻璃自爆。
按我們正常的思維模式中(zhōng),從字面上來理(lǐ)解鋼化玻璃,應該是比正常普通的玻璃要強度更高啊,據說硬度更高的鋼化玻璃還能(néng)防子彈,這也能(néng)自爆?那鋼化玻璃和防彈玻璃是一回事嗎?
其實,本質(zhì)上來說,鋼化玻璃和普通玻璃的材質(zhì)是類似的,沒有(yǒu)特殊之處。讓鋼化玻璃産(chǎn)生強化效應的是它獨特的制作(zuò)工(gōng)藝。
正常的平闆玻璃的制作(zuò)過程是:原料經過高溫熔融,形成均勻無氣泡的玻璃液;當玻璃液冷卻到可(kě)以進行機械加工(gōng)的溫度範圍内時,對其進行壓延,形成平闆形态;冷卻下來的玻璃内部應力極大,需要再進行退火,即在一個較低的溫度下再加熱一段時間并緩慢冷卻,以此降低内部應力,穩定内部結構。
而鋼化玻璃則要在上述工(gōng)藝最後再補上一個強化的步驟,具(jù)體(tǐ)來說就是,在得到确定尺寸的普通玻璃後,将其加熱到650℃到700℃左右的玻璃軟化點附近,然後在玻璃兩側同時用(yòng)高壓氣流吹氣,使之急速冷卻。此時玻璃表面将率先降溫收縮,在兩側表層内形成具(jù)有(yǒu)很(hěn)高内部壓應力的結構。之後冷卻的中(zhōng)心部則将随之具(jù)有(yǒu)很(hěn)高的内部拉應力。最終,玻璃兩側将形成各自約為(wèi)1/6玻璃厚的壓應力層。
玻璃這種材料,有(yǒu)一個非常顯著的性質(zhì),那就是怕拉不怕壓。對于外界的壓力負荷有(yǒu)很(hěn)強的抵抗作(zuò)用(yòng),但承受拉力負荷的能(néng)力卻要低得多(duō)。假如我們把一片平闆玻璃用(yòng)四周的框架支起來,就像玻璃屋頂或者玻璃廊橋的橋面一樣。我們會發現玻璃受到荷重影響時,上方仍然處在受壓的狀态,但下方其實是受拉的狀态。當載荷逐漸增加,玻璃撓曲程度加深,下方受到的拉應力也越來越大。所以當普通玻璃上方的負荷過大,比如上面站了一個人的吧,基本就是破碎的結果,而且破碎面的切口非常非常鋒利。
而鋼化玻璃在制作(zuò)過程中(zhōng)受過高溫急速冷卻的結果,雙側表面的壓應力區(qū)域能(néng)很(hěn)好地抵消了載荷影響,玻璃弱側的拉應力不會增加到普通玻璃相同的程度,也就沒有(yǒu)那麽容易發生斷裂。一般來說,經過強化處理(lǐ)的玻璃強度可(kě)以提高到原來的3到5倍以上。
但是,鋼化玻璃雖然強度高,但是它絕對不是堅不可(kě)摧的。鋼化玻璃其實是一種内部存在着很(hěn)大應力的材料,正常情況下壓應力和拉應力得以平衡,玻璃自然也能(néng)維持完好的外在狀态。不過這種平衡一旦被打破,巨大的内應力就将瞬間釋放,從最先發生破壞的薄弱點傳遞到整塊玻璃,使其迅速碎裂。舉個例子,公(gōng)交車(chē)上的車(chē)窗玻璃邊上配有(yǒu)一個破窗錘,隻要敲擊車(chē)窗玻璃上的四個矩形的點就可(kě)以徹底讓車(chē)窗碎成碴碴。
那鋼化玻璃在沒有(yǒu)外力的情況下,
是怎麽會自爆的呢(ne)?
最先發生的薄弱點有(yǒu)很(hěn)多(duō)種,比如玻璃安(ān)裝(zhuāng)、移動過程中(zhōng)的磕碰會讓邊緣乃至表面的壓應力層受損,形成裂口。如果裂口足夠深,抵達或者接近拉應力層,内部平衡的破壞會讓鋼化玻璃馬上破碎。因此鋼化玻璃的移動和施工(gōng)過程要非常小(xiǎo)心,避免任何瑕疵的發生。因為(wèi)即便是非常淺的表面裂口,也會成為(wèi)未來發生斷裂的薄弱環節。所以這次“小(xiǎo)張”家中(zhōng)浴室的鋼化玻璃自爆很(hěn)有(yǒu)可(kě)能(néng)在當初安(ān)裝(zhuāng)的初期就已經埋下了隐患。
當然了,還有(yǒu)鋼化玻璃出廠時就留下了隐患,那就是質(zhì)量問題。比如,在制造過程中(zhōng)内部存在的雜質(zhì)顆粒等。玻璃最常見的雜質(zhì)是硫化鎳,它以顆粒物(wù)的形式聚集在玻璃内部。一旦受到外力,硫化鎳顆粒周圍的區(qū)域常常會率先發生破碎,整塊玻璃也将随之崩解。
鋼化玻璃和防彈玻璃是一回事嗎?
其實不是,真正的防彈玻璃主要有(yǒu)兩種,一種是透明的高分(fēn)子聚合物(wù)材料,聚碳酸酯、PVB樹脂、聚氨酯等,實際制造過程中(zhōng)一般采用(yòng)多(duō)層結構而非單一厚層。另外一種是在玻璃中(zhōng)間夾雜透明有(yǒu)機物(wù)層,一般同樣采用(yòng)多(duō)層結構,這樣玻璃在着彈後雖然會破碎,但有(yǒu)機聚合物(wù)層仍然可(kě)以讓碎片牢固地結合在一起。防彈玻璃并非依靠自身的堅固性将子彈彈開,而是通過玻璃的破碎和樹脂層的捕集讓子彈動能(néng)消散,從而滞留在樹脂層上。所以現在的防彈玻璃從安(ān)全性來考慮也越做越厚,有(yǒu)些可(kě)以達到30毫米以上。但是有(yǒu)一個問題,紫外線(xiàn)會讓聚合物(wù)層的性質(zhì)發生改變,影響阻彈效果,因此防彈玻璃壽命大約都在3到6年左右。
最後總結一下,鋼化玻璃雖然強度更高,但耐熱溫度和耐熱沖擊性能(néng)并不比普通玻璃更高,遇到急劇變化的溫度沖擊時很(hěn)可(kě)能(néng)會崩解。鋼化玻璃的表面硬度其實比普通玻璃還要低,因此相比而言更不耐磨。鋼化玻璃可(kě)能(néng)會發生崩解,因為(wèi)在生産(chǎn)過程中(zhōng)可(kě)能(néng)會混入雜質(zhì)。鋼化玻璃相比普通玻璃最大的優勢,在生活中(zhōng)可(kě)以體(tǐ)現出來的就是,鋼化玻璃破碎時産(chǎn)生的是一大堆碴碴,普通玻璃卻是大片大片的鋒利破片,這對我們的安(ān)全是最大的威脅。
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