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鋼化玻璃
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鋼化玻璃
中文名稱：鋼化玻璃類別：安全玻璃應用：門窗;汽車;幕牆;櫥窗家具等特性：熱穩定性好;碎後不易傷人;

鋼化玻璃 (Tempered glass/Reinforced glass) 屬於安全玻璃。鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，衝擊性等。

特點優點

第一是強度較之普通玻璃提高數倍，抗彎。
第二是使用安全，其承載能力增大改善了易碎性質，即使鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片，對人體的傷害極大地降低了. 鋼化玻璃的耐急冷急熱性質較之普通玻璃有3~5倍的提高，一般可承受250度以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。是安全玻璃中的一種。為保障高層建築提供合格材料安全性作保障。

詳細特點

安全性

當玻璃被外力破壞時，碎片會成類似蜂窩狀的碎小鈍角顆粒，不易對人體造成傷害。

高強度

同等厚度的鋼化玻璃抗衝擊強度是普通玻璃的3～5倍，抗彎強度是普通玻璃的3～5倍。

熱穩定性

鋼化玻璃具有良好的熱穩定性，能承受的溫差是普通玻璃的3倍，可承受200℃的溫差變化。

用途

平鋼化、彎鋼化玻璃屬於安全玻璃。廣泛應用於高層建築門窗、玻璃幕牆、室內隔斷玻璃、採光頂棚、觀光電梯通道、家具、玻璃護欄等。

標準規格

① 平鋼化玻璃加工規格：
加工厚度：3~19mm
最大尺寸：3300mm×14000 mm
最小尺寸：50 mm×50mm
② 彎鋼化玻璃加工規格：
加工厚度：3~19mm
最大尺寸：2440 mm×5000mm
最小尺寸：600mm×400mm
最小曲率半徑：300mm
質量：
符合GB15763.2-2005中國國家標準。

缺點不足

鋼化玻璃的缺點

1 鋼化後的玻璃不能再進行切割，和加工，只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要的形狀，再進行鋼化處理。
2 鋼化玻璃強度雖然比普通玻璃強，但是鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。
3 鋼化玻璃的表面會存在凹凸不平現象，有輕微的厚度變薄。變薄的原因是因為玻璃在熱熔軟化後，在經過強風力使其快速冷卻，使其玻璃內部晶體間隙變小，壓力變大，所以玻璃在鋼化後要比在鋼化前要薄。一般情況下4-6MM玻璃在鋼化後變薄0.2-0.8MM，8-20MM玻璃在鋼化後變薄0.9-1.8MM。具體程度要根據設備

的來決定，這也是鋼化玻璃不能做鏡面的原因。

各種種類

1 鋼化玻璃按形狀分為平面鋼化玻璃和曲面鋼化玻璃。一般平面鋼化玻璃厚度有3.4、4.5、5、5.5、6、7.6.、8、9.2、11、12、15、19mm十二種；曲面鋼化玻璃厚度有3.4、4.5、5.5、7.6、9.2、11、15、19mm八種，具體加工過後的厚度還是要看各廠家的設備和技術。但曲面(即彎鋼化)鋼化玻璃對每種厚度都有個最大的弧度限制。即平常所說的R R為半徑.
2 鋼化玻璃按其外觀分為：平鋼化，彎鋼化。
3 鋼化玻璃按其平整度分為：優等品，合格品。優等品鋼化玻璃用於汽車擋風玻璃；合格品用於建築裝飾。

應用範圍

隨着產品的種類及加工技術的不斷更新，現在鋼化玻璃的應用範圍也隨之變的越來越廣泛。通常鋼化玻璃可以應用在以下幾個行業：
1、建築，建築模板,裝飾行業（例：門窗、幕牆、室內裝修等）
2、家具製造行業（玻璃茶几、家具配套等）
3、家電製造行業（電視機、烤箱、空調、冰箱等產品）
4、電子、儀表行業（手機、MP3、MP4、鐘錶等多種數碼產品）
5、汽車製造行業（汽車擋風玻璃等）
6、日用製品行業（玻璃菜板等）
7、特種行業（軍工用玻璃）

適用範圍

由於鋼化玻璃破碎後，碎片會破成均勻的小顆粒並且沒有普遍玻璃刀狀的尖角，從而被稱為安全玻璃而廣泛用於汽車、室內裝飾之中，以及高樓層對外開啟的窗戶。

應急方法

安全捶：一種封閉艙室里的輔助逃生工具。它一般安裝于于汽車等封閉艙室內容易取到的地方，在發生車內出現火災或汽車落入水中等緊急情況下，可以方便取出並砸碎玻璃窗門以順利逃生。
用途：主要用於緊急情況下敲碎玻璃逃生，用錘子敲擊玻璃，手柄尾部刀片用於割斷安全帶逃生。
範圍：主要用於大巴、客運車輛、火車等車輛配置。
使用方法：安全錘主要是利用其圓錐形的尖端，由於尖頭的接觸面積很小，因此當用錘砸玻璃時，該接觸點對玻璃的壓強（不是壓力，而是單位面積上的壓力）相當大，這個跟圖釘的原理有點相似，膜很容易就被刺破，且使車玻璃在該點受到很大的外作用力而產生輕微開裂，而對於鋼化玻璃而言，一點點的開裂就意味着整塊玻璃內部的應力分布受到了破壞，從而在瞬間產生無數蜘蛛網狀裂紋，此時只要輕輕的用錘子再砸幾下就能將玻璃碎片清除掉。另外，鋼化玻璃的中間部分是最牢固的，四角和邊緣是最薄弱的。最好的辦法是用安全錘敲打玻璃的邊緣和四角，尤其是玻璃上方邊緣最中間的地方，一旦玻璃有了裂痕，就很容易將整塊玻璃砸碎。

建築模板

一般普通玻璃破碎後鋒利的刀狀尖角很容易割傷小孩或者撞擊者，造成對人身的傷害。玻璃破碎後是變成小顆粒還是刀狀這是鋼化玻璃與普通玻璃最主要區別方式。但在工程檢驗中，動不動採用這種破壞性的檢驗無疑是不現實的。那麼怎麼能知道自己買的究竟是不是鋼化玻璃呢？這還得從鋼化玻璃製造原理來分析，鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然後加熱到接近的軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到。鋼化處理後玻璃表面形成均勻壓應力，而內部則形成張應力，使玻璃的性能得以大幅度提高，抗拉度是後者的3倍以上，抗衝擊力是後者的5倍以上。也正是這個特點，應力特徵成為鑑別真假鋼化玻璃的重要標誌，那就是鋼化玻璃可以透過偏振光片在玻璃的邊部看到彩色條紋，而在玻璃的面層觀察，可以看到黑白相間的斑點。偏振光片可以在照相機鏡頭或者眼鏡中找到，觀察時注意光源的調整，這樣更容易觀察。每塊鋼化玻璃上都有一個3c質量安全認證標誌..

自爆缺陷

鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆，根據行業經驗，普通鋼化玻璃的自爆率在1~3‰左右。自爆是鋼化玻璃固有的特性之一。

擴大產生自爆的原因很多，簡單地歸納以下幾種：

①玻璃質量缺陷的影響

A、玻璃中有結石、雜質，氣泡：玻璃中有雜質是鋼化玻璃的薄弱點，也是應力集中處。特別是結石若處在鋼化玻璃的張應力區是導致炸裂的重要因素。

結石存在於玻璃中，與玻璃體有着不同的膨脹係數。玻璃鋼化後結石周圍裂紋區域的應力集中成倍地增加。當結石膨脹係數小於玻璃，結石周圍的切向應力處於受拉狀態。伴隨結石而存在的裂紋擴展極易發生。

B、玻璃中含有硫化鎳結晶物

硫化鎳夾雜物一般以結晶的小球體存在，直徑在0.1—2㎜。外表呈金屬狀，這些雜夾物是NI3S2，NI7S6和NI—XS，其中X=0—0.07。只有NI1—XS相是造成鋼化玻璃自發炸碎的主要原因。已知理論上的NIS在379。C時有一相變過程，從高溫狀態的a—NIS六方晶系轉變為低溫狀態B—NI三方晶系過程中，伴隨出現2.38%的體積膨脹。這一結構在室溫時保存下來。如果以後玻璃受熱就可能迅速出現a—B態轉變。如果這些雜物在鋼化玻璃受張應力的內部，則體積膨脹會引起自發炸裂。如果室溫時存在a—NIS，經過數年、數月也會慢慢轉變到B態，在這一相變過程中體積緩慢增大未必造成內部破裂。

C、玻璃表面因加工過程或操作不當造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷，易造成應力集中或導致鋼化玻璃自爆。

②鋼化玻璃中應力分布不均勻、偏移

玻璃在加熱或冷卻時沿玻璃厚度方向產生的溫度梯度不均勻、不對稱。使鋼化製品有自爆的趨向，有的在激冷時就產生「風爆」。如果張應力區偏移到製品的某一邊或者偏移到表面則鋼化玻璃形成自爆。

③鋼化程度的影響，實驗證明，當鋼化程度提高到1級/㎝時自爆數達20—25%。由此可見應力越大鋼化程度越高，自爆量也越大。

鋼化玻璃自爆解決方案

1、降低鋼化玻璃的應力值

鋼化玻璃中應力的分布是鋼化玻璃的兩個表面為壓應力，板芯層處於張應力，在玻璃厚度上應力分布類似拋物線。玻璃厚度的中央是拋物線的頂點，即張應力最大處；兩側接近玻璃兩表面處是壓應力；零應力面大約位於厚度的1/3處。通過分析鋼化急冷的物理過程，可知鋼化玻璃表面張力和內部的最大張應力在數值上有粗略的比例關係，即張應力是壓應力的1/2～1/3.國內廠家一般將鋼化玻璃表面張力設定在100MPa左右，實際情況可能更高一些。鋼化玻璃自身的張應力約為32MPa～46MPa，玻璃的抗張強度是59MPa～62MPa，只要硫化鎳膨脹產生的張力在30MPa，則足以引發自爆。若降低其表面應力，相應地會降低鋼化玻[1]璃本身自有的張應力，從而有助於減少自爆的發生。

美國標準ASTMC1048中規定鋼化玻璃的表面應力範圍為大於69MPa；半鋼化（熱增強）玻璃為24MPa～52MPa.幕牆玻璃標準BG17841則規定為半鋼化應力範圍24<δ≤69MPa.我國今年3月1日實施的新國家標準GB15763.2-2005《建築用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》要求其表面應力不應小於90MPa.這比此前老標準中規定的95MPa降低了5MPa，有利於減少自爆。

2、使玻璃的應力均勻一致

鋼化玻璃的應力不均，會明顯增大自爆率，已經到了不容忽視的程度。應力不均引發的自爆有時表現得非常集中，特別是彎鋼化玻璃的某具體批次的自爆率會達到令人震驚的嚴重程度，且可能連續發生自爆。其原因主要是局部應力不均和張力層在厚度方向的偏移，玻璃原片自身質量也有一定的影響。應力不均會大幅降低玻璃的強度，在一定程度上相當於提高了內部的張應力，從而自爆率提高了。如果能使鋼化玻璃的應力均勻分布，則可有效降低自爆率。

3、熱浸處理（HST）

熱浸解釋。熱浸處理又稱均質處理，俗稱「引爆」。熱浸處理是將鋼化玻璃加熱到290℃±10℃，並保溫一定時間，促使硫化鎳在鋼化玻璃中快速完成晶相轉變，讓原本使用後才可能自爆的鋼化玻璃人為地提前破碎在工廠的熱浸爐中，從而減少安裝後使用中的鋼化玻璃自爆。該方法一般用熱風作為加熱的介質，國外稱作「HeatSoakTest」，簡稱HST，直譯為熱浸處理。熱浸難點。從原理上看，熱浸處理既不複雜，也無難度。但實際上達到這一工藝指標非常不易。研究顯示，玻璃中硫化鎳的具體化學結構式有多種，如Ni7S6、NiS、NiS1.01等，不但各種成分的比例不等，而且可能摻雜其他元素。其相變快慢高度依賴於溫度的高低。研究表明，280℃時的相變速率是250℃時的100倍，因此必須確保爐內的各塊玻璃經歷同樣的溫度制度。否則一方面溫度低的玻璃因保溫時間不夠，硫化鎳不能完全相變，減弱了熱浸的功效。另一方面，當玻璃溫度太高時，甚至會引起硫化鎳逆向相變，造成更大的隱患。這兩種情況都會導致熱浸處理勞而無功甚至適得其反。熱浸爐工作時溫度的均勻性是如此的重要，而三年前多數國產熱浸爐熱浸保溫時爐內的溫差甚至達到60℃，國外引進爐存在30℃左右的溫差也不少見。所以有的鋼化玻璃雖經熱浸處理，自爆率依然居高不下。

新標準將更有效。實際上，熱浸工藝和設備也一直在不斷地改進中。德國標準DIN18516在90年版中規定的保溫時間為8小時，而prEN14179-1：2001（E）標準則將保溫時間降到了2小時。新標準下熱浸工藝的效果十分顯著，並且有明確的統計性技術指標：熱浸後可降到每400噸玻璃一例自爆。另一方面，熱浸爐也在不斷地改進設計和結構，加熱均勻性也得到了明顯提高，基本可以滿足熱浸工藝的要求。例如南玻集團熱浸處理的玻璃，自爆率達到了歐洲新標準的技術指標，在12萬平米的廣州新機場超大工程中表現極為滿意。儘管熱浸處理不能保證絕對不發生自爆，但確實降低了自爆的發生，實實在在地解決了困擾工程各方的自爆問題。所以熱浸是世界上一致認可的徹底解決自爆問題的最有效方法。研究鋼化玻璃的自爆，是為了尋求更好的解決方法。比較不同解決方法的效果和可靠性，是為了進一步降低自爆率，減小自爆引起的損失。綜合上述分析比較，結合工程玻璃實際情況，提出幾點建議僅供參考。

注意事項

包裝：產品應用集裝箱或木箱包裝。每塊玻璃應用塑料袋或紙包裝，玻璃與包裝箱之間用不易引起玻璃劃傷等外觀缺陷的輕軟材料填實。具體要求應符合國家有關標準。

包裝標誌：包裝標誌應符合國家有關標準的規定，每個包裝箱應標明"朝上、輕搬正放、小心破碎、玻璃厚度、等級、廠名或商標"等字樣。

運輸：產品所用各種類型的運輸車輛、搬運規則等應符合國家有關規定。運輸時，木箱不得平放或斜放，長度方向應與輸送車輛運動方向相同，應有防雨等措施。

貯存：產品應垂直貯存在乾燥的室內。

未來發展

居民消費結構升級、鼓勵企業自主創新、新農村建設和城鎮化進程等都將保證國內市場對玻璃產品的中長期需求增長趨勢不變。隨着建築、汽車、裝飾裝修、家具、信息產業技術等行業的發展和人們對生活空間環境要求的提高，安全玻璃、節能中空玻璃等功能性加工產品得到廣泛應用。平板玻璃的供求格局和消費結構正在發生變化。玻璃行業的發展與國民經濟的許多行業都存在着聯繫，玻璃行業對推動整個國民經濟的發展都起着積極作用。因此「十一五」規劃中也對玻璃產業的發展提出了具體要求。也頒布了各項法律法規來規範玻璃行業的健康發展。在新的形勢下，玻璃工業必須按照科學發展觀的要求，轉變增長方式，有效調整產業結構，才能促進行業健康發展。^[1]