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一、玻璃自爆的原因和解决方法

近几年来，经常会看到玻璃自爆的新闻，那么，玻璃为什么会自爆呢，有没有什么方法可以减低玻璃自爆的风险呢?下面小编就简单为大家介绍一下玻璃自爆的原因和解决方法。

玻璃自爆的原因：

1、我国钢化玻璃标准中对钢化玻璃的弓形弯曲度的要求过低，只有弓形弯曲度的相对值要求，没有绝对值要求，对于尺寸小的钢化玻璃可满足要求，而对于尺寸较大的钢化玻璃，尽管其弓形弯曲度的相对值满足要求，但其绝对值过大，致使钢化玻璃的装配应力较大，经一段时间使用后发生钢化玻璃自爆，这也是一些工程钢化玻璃在使用几年后发生自爆的原因。

2、玻璃安装时没有考虑建筑物的沉降和冷胀冷缩，造成玻璃破损。建筑物的热涨冷缩导致玻璃受到极大的外力所压迫导爆炸。

3、玻璃表面和边部在加工、运输、贮存和施工过程，可能造成有划痕、炸口和爆边等缺陷，易造成应力集中而导致钢化玻璃自爆。玻璃表面本来就存在大量的微裂纹，这也是玻璃力学行为服从断裂力学的根本原因。这些微裂纹在一定的条件下会扩展，如水蒸气的作用、荷载的作用等，都可能加速微裂纹的扩展。通常情况下微裂纹的扩展速度是极其缓慢的，表现为玻璃的强度是一恒定值。但是玻璃表面的微裂纹有一临界值，当微裂纹尺寸接近或达到临界值时，裂纹快速扩张，导致玻璃破裂。如果玻璃表面存在接近临界尺寸的微裂纹，如玻璃表面和边部在加工、运输、贮存和施工过程造成的划痕、炸口、爆边等缺陷尺寸就较大，玻璃可能在极小的荷载作用下就导致玻璃表面微裂纹快速扩张，最终导致玻璃破裂。

4、钢化玻璃在生产过程中需要对玻璃进行加热和冷却，玻璃在加热或冷却时沿玻璃板面方向不均匀和沿厚度方向的不对称，将导致钢化玻璃沿板面方向应力不均匀和沿厚度方向应力分布不对称，这些都有可能造成钢化玻璃自爆。钢化玻璃沿板面方向应力不均匀，可以造成玻璃局部处于张应力，如果这种张应力过大，超过玻璃的断裂强度，玻璃就会爆裂。玻璃板沿厚度方向应力分布应当是对称的，即上下两表面处于压应力，中间处于张应力，上下表面的压应力大小、应力层厚度和变化完全是对称的，玻璃板承受正负风压的能力是相同的。如果玻璃板沿厚度方向应力分布不对称，玻璃板承受正负风压的能力就不相同，一侧承受荷载的能力较强，另一侧较小，即玻璃可能在较小荷载作用下破损，严重时，玻璃板在无荷载作用下产生变形，造成幕墙玻璃影像畸变。

5、理论分析和工程实践证明，预应力越大，钢化程度越高，自爆量也越大。普通平板玻璃和半钢化玻璃几乎没有自爆现象，是因为钢化玻璃沿玻璃板厚度方向上下两表面处于压应力，中间层处于张应力。表面压应力越高，一般情况下钢化玻璃的强度也越高，但是中间层的张应力也越高，过大的张应力将会增加钢化玻璃的自爆。

6、玻璃中含有硫化镍结晶物硫化镍夹杂物一般以结晶体存在，室温下存在着相向相转变的倾向，并伴有一定量的体积膨胀。如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的部位，或在荷载作用下使其处于张应力区，则体积膨胀会引起自发炸裂。由硫化镍粒子造成的钢化玻璃自爆其爆裂点裂纹形状往往与蝴蝶相似，被称为蝴蝶形裂纹，有些在爆裂点中部有一个有色颗粒，被认为是硫化镍粒子，这两个特性往往被用来作为钢化玻璃是否是自爆的判据。硫化镍粒子在钢化玻璃自爆前后的体积是不同的，爆裂前体积小，不易被看见;自爆后其体积增大，地点确定，很容易被看见，这也是钢化玻璃自爆不易预见的原因之一。

7、玻璃中有结石、气泡和杂质：玻璃是典型的脆性材料，其力学行为服从断裂力学。玻璃中的结石、气泡和杂质在玻璃中将会形成裂纹，是钢化玻璃的薄弱点，特别是裂纹尖端是应力集中处。如果结石、或杂质处在钢化玻璃的张应力区，或在荷载作用下使其处于张应力，都可能导致钢化玻璃炸裂。

如何降低玻璃自爆风险?

1、到正规商家选购玻璃：

每块钢化玻璃上都有一个3C认证标志。3C认证标志是在钢化玻璃烧制过程中，直接烧在玻璃上的，之后不可能从玻璃上揭下来。因此，如果3C认证标志是贴在钢化玻璃上的，那肯定是假冒伪劣产品。

2、看玻璃碎片样板：

根据国家标准，钢化玻璃每50×50mm的面积安全碎量要达到40粒以上，玻璃摔碎后会破成玉米粒般大小的颗粒，如呈尖角状，则很可能是普通玻璃或是劣质钢化玻璃。

3、玻璃有无杂点气泡：

制作玻璃的材料不纯或工艺的缺陷会使玻璃有杂点和气泡等缺陷，减少玻璃的硬度、强度等。戴上偏光太阳眼镜观看玻璃，钢化玻璃应该呈现出彩色条纹斑。若在光下侧看玻璃，钢化玻璃会有发蓝的斑。同时，正宗的钢化玻璃仔细看会有隐隐约约的花纹。

4、玻璃声音应较清脆：

手指敲玻璃，钢化玻璃声音较清脆，普通玻璃声音较沉闷。

5、玻璃表面要有凹凸感：

二、卫生间的钢化玻璃门为什么会无故爆裂?

卫生间钢化玻璃门自爆的原因可能有以下几点：

1.硫化镍粒子的体积膨胀：钢化玻璃内部含有的硫化镍粒子是随机分布的。当这些粒子位于玻璃受力最大的区域，如受到外力、湿度、温度变化等影响时，玻璃会产生变形。在变形过程中，硫化镍粒子可能成为钢化玻璃自爆的起爆点。

2.表面和边缘质量问题：在钢化玻璃的加工、运输、储存和施工过程中，可能会产生划痕、炸口和爆边等缺陷。这些缺陷的存在使得玻璃表面本身就存在大量的微裂痕。在诸如受热、受湿、承受重物等情况下，微裂痕可能会加速扩展。当裂痕尺寸接近或达到临界值时，裂纹迅速扩张，最终导致玻璃破碎。

钢化玻璃的缺点包括：

1.不可切割和加工：钢化后的玻璃无法进行切割和进一步加工，因此在钢化前就需要将玻璃加工成所需的形状，然后再进行钢化处理。

2.自爆风险：钢化玻璃虽然强度较高，但存在自爆的可能性，而普通玻璃则没有这个风险。

3.表面不平整：钢化玻璃表面会出现凹凸不平的现象（风斑），并且会有一定的厚度变薄。这是因为玻璃在热熔软化后，经过强风冷却，使得内部晶体间隙变小，压力增大，因此钢化后的玻璃会比钢化前薄。

4.变形问题：经过物理钢化处理的建筑用平板玻璃通常会有一定的变形，这种变形程度由设备和工艺决定。在一定程度上，这会影响到装饰效果（除非有特殊需要）。

参考资料：

-人民网：《钢化玻璃餐桌突然自爆碎成碴儿成家里不定时炸弹》

平板玻璃强度和断裂分析（1）

玻璃的自爆或者破裂是一个严重的问题，它不仅造成用户的身体健康甚至生命安全问题，也给生产厂家造成巨大的商业隐患。所以，从生产厂家、直接用户、甚至所有人都可能受到玻璃破裂而造成伤害。那么，玻璃断裂的机理是什么，我们怎么进行预防呢？下面我用几篇文章的篇幅针对平板玻璃来阐明这个问题。

主要内容：

绪论、玻璃强度及断裂基本原理、平板玻璃断裂特征、断裂实验和实例分析。今天先从绪论开始。

本文是本人原创，结合文献和本人经验撰写，请尊重原创。

玻璃断裂图源：头条号

绪论平板玻璃是指其厚度远小于其长和宽，上下表面平行的板状玻璃制品。平板玻璃及其制品在建筑，厨房电器、光伏等领域有着广泛的应用，在各种玻璃制品中占有突出的地位。玻璃属于脆性材料，脆性是指在外力作用下仅产生很小的形变即断裂失效的性质，玻璃材料的断裂符合脆性材料断裂的一般规律。玻璃材料理论强度主要和原子间的结合力有关，只有克服了原子间的结合力，材料才能断裂。材料的理论强度可以用公式[1]表示：

材料理论强度图源：博士讲精益

式中左侧为理论结合强度，E为弹性模量，λ为表面能，α为原子间距，以上常数随材料而异，在玻璃材料中，弹性模量的典型数值为70Gpa，表面能3.71J/m2，原子间距0.016X10的-10次方。将以上数值代入公式[1]，可以算出：

玻璃理论强度图源：博士讲精益

从以上计算可以看出，玻璃材料的理论强度高达40Gpa，但实际的玻璃强度远远低于理论值，只有35到350Mpa，仅仅是理论强度的0.4%左右。为解释材料的理论强度和实际强度的差异，Griffith在1920年提出了微裂纹理论，后来经过不断的发展和补充，逐渐成为脆性断裂的主要理论依据。Griffith认为实际材料中总是存在细小的裂纹或缺陷，在外力的作用下，这些裂纹或者缺陷的附近会产生应力集中的现象。当应力达到临界值的时候，裂纹开始扩展进而导致材料的断裂。Griffith进而推导出材料的临界应力为

Griffith脆性材料临界应力图源：博士讲精益

式中左侧是材料断裂的应力，E为弹性模量，λ为表面能，c为裂纹半长。公式[3]给我们指出了生产高强度玻璃材料的方向，也就是E和λ要大，而裂纹尺寸要小。

时至今日，基于Griffith脆性断裂理论的材料力学、断裂力学的应用已经相当广泛，在玻璃强度和断裂方面也有着大量的研究和应用，但在生产实践中仅靠材料力学的研究尚有不足之处，玻璃材料断裂后裂面的特征非常丰富，这些特征通常不需要借助精密的工具，只需肉眼或者使用放大镜即可进行直接观察，裂面的特征往往可以反映出断裂时的应力状况及过程。所以，据此分析、判断玻璃断裂的原因，将有助于应用的生产的改善和产品质量的提高。

平板玻璃图源：头条号

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