玻璃大王劉永剛:汽車鋼化玻璃自裂原因的解析

鋼化玻璃屬於安全玻璃。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。

鋼化玻璃自裂是其固有屬性,不可避免的。通常鋼化玻璃的自裂率要控制在千分之三左右。汽車鋼化玻璃在使用過程中出現的自裂現象,會對駕駛人員的視線產生一定阻礙,影響實際行車安全。


玻璃大王劉永剛:汽車鋼化玻璃自裂原因的解析

鋼化玻璃自裂的主要原因

一:是由玻璃中可見缺陷引起的自裂,例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等;

二:是由玻璃中硫化鎳(Nis)雜質膨脹引起的自裂。這是兩種不同類型的自裂,應明確分類,區別對待,採用不同方法來應對和處理。前者一般目視可見,檢測相對容易,故生產中可控。後者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發,無法目測檢驗,故不可控。

在實際運作和處理上,前者一般可以在安裝前剔除,後者因無法檢驗而繼續存在,成為使用中的鋼化玻璃自裂的主要因素。硫化鋅類自爆後更換難度大,處理費用高,同時會伴隨較大的質量投訴及經濟損失,造成業主的不滿甚至更為嚴重的其他後果。


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玻璃中硫化鎳(NiS)產生原因

生產製造過程中產生

玻璃內部包含硫化鎳雜質,以小水晶狀態存在,在一般情況下,不會造成玻璃破損,但是由於鋼化玻璃重新加熱,改變了硫化鎳雜貢的相態,硫化鎳的高溫a態在玻璃急冷時被凍結,他們在恢復到B態可能需要幾年的時間,由於低溫態的硫化鎳雜質將產生體積增大,在玻璃內部產生局部的應力集中,這時鋼化玻璃自爆將發生。然而,僅僅比較大的雜質將引起自爆,而且僅僅當雜質在拉應力的核心部位時才能發生鋼化玻璃自裂。

nis是一種晶體,存在二種晶相:高溫相a-nis和低溫相B-nis,相變溫度為379℃,玻璃在鋼化爐內加熱時,因加熱溫度遠高於相變溫度,nis全部轉變為a相。然而在隨後的淬冷過程中,a-nis來不及轉變為B-nis,從而被凍結在鋼化玻璃中。在室溫環境下a-nis是不穩定的,有逐漸轉變為B-nis的趨勢。這種轉變伴隨著約2-4%的體積膨脹,使玻璃承受巨大的相變張應力,從而導致自裂。


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製造工藝中玻璃受熱不均勻

目前鋼化玻璃生產主要工藝為玻璃加熱後,急速吹冷風形成鋼化。若在加工過程中玻璃整體表面受熱不均勻,後續在吹冷風過程中玻璃表面應力自然分佈不均勻,後續使用過程中隨著自然界的問題變化,玻璃內部Nis晶體隨之發生變化,在應力臨界區域,產生自裂。

裝配過程中玻璃局部受力引起應力不均

汽車鋼化玻璃安裝過程中,若因為玻璃與窗框吻合度有差異、內飾件干涉、尺寸偏差等問題而強行裝配,在強行按壓過程中人為改變玻璃外形,將會導致玻璃張應力增加,引起張應力與壓應力的不均衡,增加玻璃自裂風險。


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玻璃局部受熱導致玻璃壓應力下降

主要針對自帶加熱線的玻璃,若加熱線印刷部不均勻,通電後會造成局部過熱,同樣容易引起玻璃的自裂。

鋼化玻璃自裂的主要原因跟玻璃內部應力變化有關,在實際的製造過程中,要認真檢查玻璃的內在質量和外在質量,發現有缺陷的玻璃堅決不進爐。玻璃在加熱的過程中,上下部溫差不要過大;冷卻時,上下部風壓儘量均衡。在玻璃的安裝與使用過程中,需儘量減小玻璃顳部應力變化。


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