海南鋼化玻璃——為什麽鋼化玻璃會碎成渣?
由於內部強大的應力,鋼化玻璃的分子被牢牢地束縛在一起,這使玻璃一改之前脆弱的毛病,變得更加強硬且更具韌性,它輕易不會被撞碎或壓碎。
同樣地,正是由於玻璃內部存在著巨大的應力作用,整塊玻璃特別是邊角處時刻處於緊繃狀態。哪怕是它的表面出現一點點的劃傷或破損,應力就會集中到這個點上,從面打破原有的平衡,在破損處造成分子鍵的斷裂。分子鍵斷裂的能量以聲速在玻璃內部傳遞,玻璃內部集聚的應力會從附近最薄弱的地方釋放出來,於是造成廣泛的分子鍵斷裂。於是在一瞬間,整塊玻璃碎成渣渣。這就是鋼化玻璃在制成之後不能被加工的原因,你無論是試圖在上面鉆孔、用尖的東西砸它,或者只是拿玻璃刀在表面劃一下,都能立刻將其報廢。
玻璃破碎的程度與此前在回火過程中形成的表面壓應力大小密切相關,壓應力越大,玻璃破碎得越徹底,它形成的碎片也就越安全。這一點很重要,因為那些碎裂的玻璃門窗或者浴室玻璃,只要它存在尖銳的角,依然可以造成皮膚的劃傷,嚴重時甚至能割破血管。
為了使玻璃變得更安全,人們不僅使用熱處理的鋼化玻璃,還在兩層玻璃中間加一層高分子材料膜,這樣即便是它受到沖擊破碎,碎片也不會掉落下來,飛得到處都是。這種夾膠安全玻璃在汽車上很常見,它已經成為風擋的標配了。
玻璃在我們的生活中被廣泛使用,它容易碎裂,並且鋒利的碎片會造成傷害,因此人們在生產的過程中運用熱處理工藝改良了玻璃。
通過對“魯珀特王子之淚”的力學分析,我們知道玻璃在快速冷卻的過程中會產生強大的內應力,它使玻璃變得更加堅固。於是玻璃制造商通過增加“回火”工序生產出鋼化玻璃,它更堅固,也更安全。
當鋼化玻璃的表面出現缺陷,應力會集中於缺陷處並使分子鍵發生斷裂,斷裂的能量向四周迅速擴散開來,這種能量會瞬間釋放它附近的應力、造成和新的斷裂和能量釋放,進而形成“鏈式反應”,使玻璃碎成渣渣。
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