鋼化玻璃爆開(kāi)是由玻璃中硫化鎳(NiS)相變引起的體積膨脹所導致. 爆開(kāi)率一般為2%左右。

引起爆開(kāi)的硫化鎳直徑在0.04—0.65 mm之間，平均粒徑為0.2 mm, 硫化鎳在玻璃中一般位于

張應力區，大部分集中在板芯部位的高張應力區.鋼化程度及鋼化均勻度都是通過(guò)影響臨界直

徑數值繼而影響爆開(kāi)率。解決爆開(kāi)的對策主要有: 控制鋼化應力, 均質(zhì)處理(HST)等。其中對

玻璃進(jìn)行均質(zhì)處理是較有效且根本的辦法。均質(zhì)處理的有效性取決于均質(zhì)爐的性能及均質(zhì)工藝，

必須重視爐內玻璃放置方式、均質(zhì)溫度制度、爐內氣流走向、以及對均質(zhì) 

2.爆開(kāi)機理及影響因素 

2.2硫化鎳臨界直徑 

應用斷裂力學(xué)的研究方法，Swain推導出下述公式[4]，可計算引起爆開(kāi)的NiS的臨界直徑 Dc: 

Dc=( πK21c ) / (3.55 P00.5σ01.5)  

臨界直徑Dc 值取決于NiS周?chē)牟Ａχ郸? 。 式中應力強度因子K1c=0,76 m0.5 Mpa，度

量相變及熱膨脹的因子P0= 615 Mpa . 

3.解決爆開(kāi)的對策 

3.2 均質(zhì)處理(HST) 

均質(zhì)處理是公認的完全解決爆開(kāi)問(wèn)題的有效方法。將鋼化玻璃再次加熱到290oC左右并保溫一定時(shí)

間，使硫化鎳在玻璃出廠(chǎng)前完成晶相轉變，讓今后可能爆開(kāi)的玻璃在工廠(chǎng)內提前破碎。這種鋼化

后再次熱處理的方法，國外稱(chēng)作 “Heat Soak Test”，簡(jiǎn)稱(chēng) HST。我國通常將其譯成“均質(zhì)處理”，

也俗稱(chēng) “引爆處理”。

從原理上看，均質(zhì)處理似乎很簡(jiǎn)單，許多廠(chǎng)家對此并不重視，認為可隨便選擇外購甚至自制均質(zhì)爐。

實(shí)際并非如此，玻璃中的硫化鎳夾雜物往往是非化學(xué)計量的化合物，含有比例不等的其他元素，其

相變速度高度依賴(lài)于溫度制度。 研究結果表明，280oC時(shí)的相變速率是250oC時(shí)的100倍, 因此必須

確保爐內的各塊玻璃經(jīng)歷同樣的溫度制度。否則一方面有些玻璃溫度太高，會(huì )引起硫化鎳逆向相變;

另一方面溫度低的玻璃因保溫時(shí)間不夠，使得硫化鎳相變不完全。兩種情況均會(huì )導致無(wú)效的均質(zhì)處

理。筆者曾測試了多臺均質(zhì)爐的溫度制度，發(fā)現較好的進(jìn)口爐也存在3 0oC以上的溫差，多臺國產(chǎn)

爐內的溫差甚至超過(guò) 55oC。這或許解釋了經(jīng)均質(zhì)處理的玻璃仍然出現許多爆開(kāi)的原因。 

3.2.1均質(zhì)爐 

均質(zhì)爐必須采用強制對流加熱的方式加熱玻璃。對流加熱靠熱空氣加熱玻璃，加熱元件布置在風(fēng)道

中，空氣在風(fēng)道中被加熱，然后進(jìn)入爐內。這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱玻璃，引起玻璃

局部過(guò)熱。

對流加熱的效果依賴(lài)于熱空氣在爐內的循環(huán)路線(xiàn)，因此均質(zhì)爐內的氣體流股必須經(jīng)過(guò)精心設計，總

的原則是盡可能地使爐內氣流通暢、溫度均勻。即使發(fā)生玻璃破碎，碎片也不能堵塞氣流通路。

只有全部玻璃的溫度達到至少280oC并保溫至少2小時(shí)，均質(zhì)處理才能達到滿(mǎn)意的效果。然而在日常

生產(chǎn)中，控制爐溫只能依據爐內的空氣溫度。因此必須對每臺爐子進(jìn)行標定試驗，找出玻璃溫度與

爐內空氣溫度之間的關(guān)糸。爐內的測溫點(diǎn)必須足夠多，以滿(mǎn)足處理工藝的需要。 

3.2.2玻璃堆置方式 

均質(zhì)爐內的玻璃片之間是熱空氣的對流通道，因此玻璃的堆置方式對于均質(zhì)處理的質(zhì)量是較其重要

的。首先玻璃的堆置方向應順應氣流方向，不可阻礙空氣流股。其次，玻璃片與片之間的空隙須足

夠大，分隔物不能堵塞空氣通道，玻璃片之間至少須有2 0 mm的間隙，片之間不能直接接觸。對于

大片玻璃，玻璃很容易因相互緊貼引起溫差過(guò)大而破碎。 

3.2.3均質(zhì)溫度制度 

均質(zhì)處理的溫度制度也是決定均質(zhì)質(zhì)量的一個(gè)決定性因素。1990年版的德國標準 DIN 18516籠統規

定了均質(zhì)爐內的平均爐溫為 290 +/-10oC，保溫時(shí)間長(cháng)達8小時(shí)。實(shí)踐證明按此標準進(jìn)行均質(zhì)處理的

玻璃爆開(kāi)率還是較高，結果并不理想。因此，根據1994年以來(lái)的大量研究成果， 2000年的歐洲新標

準討論稿將規定改為: 均質(zhì)爐內玻璃的溫度在290 +/-10oC下保溫2小時(shí)。多年累積的數據分析表明

，嚴格按新標準均質(zhì)處理過(guò)的玻璃，發(fā)生后續爆開(kāi)的概率在0.01以下。此概率的意義是: 每1萬(wàn)平方

米玻璃，在１年之內再發(fā)生１例爆開(kāi)的概率小于1%。由此才可自信地稱(chēng)鋼化玻璃為 “安全玻璃”。 

4. 結語(yǔ)

硫化鎳相變是導致鋼化玻璃爆開(kāi)的主要原因，完全解決鋼化玻璃爆開(kāi)的辦法是進(jìn)行科學(xué)有效地

均質(zhì)處理。在日常生產(chǎn)中控制鋼化應力及鋼化均勻度也能有效地減少爆開(kāi)發(fā)生。