钢化玻璃的自爆问题
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钢化玻璃自爆是由玻璃中硫化镍NiS相变引起的体积膨胀所导致自爆率一般为2左右。引起自爆的硫化镍直径在004065mm之间,平均粒径为02mm硫化镍在玻璃中一般位于张应力区,大部分集中在板芯部位的高张应力区钢化程度及钢化均匀度都是通过影响临界直径数值继而影响自爆率。解决自爆的对策主要有控制钢化应力均质处理HST等。其中对玻璃进行均质处理是最有效且根本的办法。均质处理的有效性取决于均质炉的性能及均质工艺,必须重视炉内玻璃放置方式、均质温度制度、炉内气流走向、以及对均质2自爆机理及影响因素22硫化镍临界直径应用断裂力学的研究方法,Swai
推导出下述公式4,可计算引起自爆的NiS的临界直径DcDcπK21c355P005σ015
临界直径Dc值取决于NiS周围的玻璃应力值σ0。式中应力强度因子K1c076m05Mpa,度量相变及热膨胀的因子P0615Mpa3解决自爆的对策32均质处理HST均质处理是公认的彻底解决自爆问题的有效方法。将钢化玻璃再次加热到290oC左右并保温一定时间,使硫化镍在玻璃出厂前完成晶相转变,让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前破碎。这种钢化后再次热处理的方法,国外称作“HeatSoakTest”,简称HST。我国通常将其译成“均质处理”,也俗称“引爆处理”。从原理上看,均质处理似乎很简单,许多厂家对此并不重视,认为可随便选择外购甚至自制均质炉。实际并非如此,玻璃中的硫化镍夹杂物往往是非化学计量的化合物,含有比例不等的其他元素,其相变速度高度依赖于温度制度。研究结果表明,280oC时的相变速率是250oC时的100倍因此必须确保炉内的
f各块玻璃经历同样的温度制度。否则一方面有些玻璃温度太高,会引起硫化镍逆向相变另一方面温度低的玻璃因保温时间不够,使得硫化镍相变不完全。两种情况均会导致无效的均质处理。笔者曾测试了多台均质炉的温度制度,发现最好的进口炉也存在30oC以上的温差,多台国产炉内的温差甚至超过55oC。这或许解释了经均质处理的玻璃仍然出现许多自爆的原因。321均质炉均质炉必须采用强制对流加热的方式加热玻璃。对流加热靠热空气加热玻璃,加热元件布置在风道中,空气在风道中被加热,然后进入炉内。这种加热方式可避免元件直接辐射加热玻璃,引起玻璃局部过热。对流加热的效果依赖于热空气在炉内的循环路线,因此均质炉内的气体流股必须经过精心设计,总的原则是尽可能地使炉内气流通畅、温度均匀。即使发生玻璃破碎,碎片r