鋼化玻璃突然爆破

鋼化玻璃內部的硫化鎳膨脹是導致鋼化玻璃自爆的主要原因。玻璃經(jīng)鋼化處理后，表面層形成壓應力。內部板芯層呈張應力，壓應力和張應力共同構成一個平衡體。玻璃本身是一種脆性材料，耐壓但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是張應力引發(fā)的。

鋼化玻璃中硫化鎳晶體發(fā)生相變時，其體積膨脹，處于玻璃板芯張應力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內部產(chǎn)生更大的張應力，當張應力超過玻璃自身所能承受的極限時，就會導致鋼化玻璃自爆。國外研究證明：玻璃主料石英砂或砂巖帶入鎳，燃料及輔料帶入硫，在1400℃～1500℃高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳。當溫度超過1000℃時，硫化鎳以液滴形式隨機分布于熔融玻璃液中。當溫度降至797℃時，這些小液滴結晶固化，硫化鎳處于高溫態(tài)的α-NiS晶相(六方晶體)。當溫度繼續(xù)降至379℃時，發(fā)生晶相轉變成為低溫狀態(tài)的β-NiS(三方晶系)，同時伴隨著2.38%的體積膨脹。這個轉變過程的快慢，既取決于硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量，還取決于其周圍溫度的高低。如果硫化鎳相變沒有轉換完全，則即使在自然存放及正常使用的溫度條件下，這一過程仍然繼續(xù)，只是速度很低而已。

當玻璃鋼化加熱時，玻璃內部板芯溫度約620℃，所有的硫化鎳都處于高溫態(tài)的α-NiS相。隨后，玻璃進入風柵急冷，玻璃中的硫化鎳在379℃發(fā)生相變。與浮法退火窯不同的是，鋼化急冷時間很短，來不及轉變成低溫態(tài)β-NiS而以高溫態(tài)硫化鎳α相被“凍結”在玻璃中。快速急冷使玻璃得以鋼化，形成外壓內張的應力統(tǒng)一平衡體。在已經(jīng)鋼化了的玻璃中硫化鎳相變低速持續(xù)地進行著，體積不斷膨脹擴張，對其周圍玻璃的作用力隨之增大。鋼化玻璃板芯本身就是張應力層，位于張應力層內的硫化鎳發(fā)生相變時體積膨脹也形成張應力，這兩種張應力疊加在一起，足以引發(fā)鋼化玻璃的破裂即自爆。

簡單的說，鎳元素在高溫狀態(tài)下非常的小，但在常溫狀態(tài)下，又會變大。鋼化玻璃在加熱過程中鎳元素會變小，但在急速冷卻時并沒有來及變回到常溫狀態(tài)時的體型，所以鋼化玻璃會自爆。國家規(guī)定，鋼化玻璃的自爆率為3‰。