钢化玻璃自爆的原因主要可以归纳为以下几点:
玻璃内部可能存在气泡、结石(如硫化镍等)等杂质。特别是硫化镍杂质,当其直径在0.04~0.65mm之间,平均粒径为0.2mm时,可能引发自爆。玻璃在加工过程中可能因操作不当产生划痕、炸口、深爆边等缺陷,这些缺陷易造成应力集中,从而导致钢化玻璃自爆。
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,可能导致应力分布不均匀,使钢化制品有自爆的趋向。玻璃原片质量较差、厚度不均(如压花玻璃、弯钢化玻璃等)也可能导致应力分布不均,进而引发自爆。
安装时,如果钢化玻璃与框架之间的间隙较小或直接紧密接触,由于不同材质膨胀系数的差异,在温度变化时,容易产生挤压形变,从而诱发钢化玻璃的碎裂。
钢化玻璃虽然是一种高硬度、高韧性的特种玻璃,但也存在承受能力的上限。遇到强台风等强度较大的自然灾害时,可能造成钢化玻璃的碎裂。
钢化玻璃中硫化镍(NiS)晶体在变相时体积膨胀,使张应力大于拉应力,破坏了张、拉的平衡力导致玻璃破碎。硫化镍在高温下为α相,在低温下为β相,在钢化过程中由于急速冷却,α相来不及转变成β相。在使用过程中,常温亚稳的α相慢慢转变成稳定的β相,伴随约4%的体积膨胀才引起钢化玻璃自爆。
钢化玻璃在制作过程中必须通过急冷的钢化处理,这些钢化处理会使得硫化镍处于不稳定的状态。如果钢化处理不完整,会导致玻璃内部应力分布不均一,容易在温度变化或受到外力时发生自爆。
综上所述,钢化玻璃自爆的原因是多方面的,包括内部杂质和缺陷、应力分布不均匀、外力影响、天气因素以及硫化镍的相变和钢化处理的不均一。为了减少自爆的发生,可以采取适当措施控制这些因素,例如提高玻璃质量、优化钢化工艺、减少安装间隙等。