3.解決自爆的對策

　　3.1控制鋼化應(yīng)力

　　如上所述，鋼化應(yīng)力越大，硫化鎳結(jié)石的臨界半徑就越小，能引起自爆的結(jié)石就越多。顯然，

　　鋼化應(yīng)力應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，這樣既可保證鋼化碎片顆粒度滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也能避免高

　　應(yīng)力引起的不必要自爆風(fēng)險(xiǎn)。平面應(yīng)力(鋼化均勻度)應(yīng)越小越好，這樣不僅減小自爆風(fēng)險(xiǎn)，

　　而且能提高鋼化玻璃的平整度。己發(fā)展出無損測定鋼化玻璃表面壓應(yīng)力的方法和儀器[6]。目前測定表面應(yīng)力的方法主要有二種:差量表面折射儀法(DifferentialSurfaceRefractometry，簡稱DSR)和臨界角表面偏光儀法(GrazingAngleSurfacePolarimetry，簡稱GASP)。

　　DSR應(yīng)力儀的原理是測定因應(yīng)力引起的玻璃折射率的變化。當(dāng)一定入射角的光到達(dá)玻璃表

　　面時(shí)，由于應(yīng)力雙折射的作用，光束會(huì)分成兩股以不同的臨界角反射，借助測微目鏡測出二

　　光束之間的距離，即可計(jì)算出應(yīng)力值。GASP應(yīng)力儀將激光束導(dǎo)入玻璃表面，在表面附近的薄層中以平行玻璃表面的方向運(yùn)行一小段距離，應(yīng)力雙折射導(dǎo)致激光束發(fā)生干涉，測定干涉條紋的傾角就可計(jì)算出應(yīng)力值。

　　兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。DSR應(yīng)力儀售價(jià)較低、可測定化學(xué)鋼化玻璃，但操作要求較高、不

　　易掌握、測量精度相對較低。GASP應(yīng)力儀工作可靠、精度高、易校驗(yàn)，不足之處是價(jià)格較

　　貴。鋼化均勻度(平面應(yīng)力)測定較簡單，利用平面透射偏振光就能定性分析。但要定量分析，須使用定量應(yīng)力分析方法，一般常用Senarmont檢偏器旋轉(zhuǎn)法測定應(yīng)力消光補(bǔ)償角，根據(jù)角度可方便地計(jì)算出應(yīng)力值。

　　3.2均質(zhì)處理(HST)

　　均質(zhì)處理是公認(rèn)的徹底解決自爆問題的有效方法。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前完成晶相轉(zhuǎn)變，讓今后可能自爆的玻璃在工廠內(nèi)提前破碎。種鋼化后再次熱處理的方法，國外稱作"HeatSoakTest"，簡稱HST。我國通常將其譯成"均質(zhì)處理"，也俗稱"引爆處理"。

　　從原理上看，均質(zhì)處理似乎很簡單，許多廠家對此并不重視，認(rèn)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(jì)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于溫度制度。研究結(jié)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(nèi)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(dǎo)致無效的均質(zhì)處理。筆者曾測試了多臺(tái)均質(zhì)爐的溫度制度，發(fā)現(xiàn)最好的進(jìn)口爐也存在30oC以上的溫差，多臺(tái)國產(chǎn)爐內(nèi)的溫差甚至超過55oC。這或許解釋了經(jīng)均質(zhì)處理的玻璃仍然出現(xiàn)許多自爆的原因。

　　3.2.1均質(zhì)爐

　　均質(zhì)爐必須采用強(qiáng)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(nèi)。這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱

　　玻璃，引起玻璃局部過熱。對流加熱的效果依賴于熱空氣在爐內(nèi)的循環(huán)路線，因此均質(zhì)爐內(nèi)的氣體流股必須經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，總的原則是盡可能地使?fàn)t內(nèi)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(dá)到至少280oC并保溫至少2小時(shí)，均質(zhì)處理才能達(dá)到滿意的效果。

　　然而在日常生產(chǎn)中，控制爐溫只能依據(jù)爐內(nèi)的空氣溫度。因此必須對每臺(tái)爐子進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，

　　找出玻璃溫度與爐內(nèi)空氣溫度之間的關(guān)糸。爐內(nèi)的測溫點(diǎn)必須足夠多，以滿足處理工藝的需

　　要。

　　3.2.2玻璃堆置方式

　　均質(zhì)爐內(nèi)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)量是極

　　其重要的。首先玻璃的堆置方向應(yīng)順應(yīng)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20mm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(biāo)準(zhǔn)DIN

　　18516籠統(tǒng)規(guī)定了均質(zhì)爐內(nèi)的平均爐溫為290+/-10oC，保溫時(shí)間長達(dá)8小時(shí)。實(shí)踐證明按此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行均質(zhì)處理的玻璃自爆率還是較高，結(jié)果并不理想。因此，根據(jù)1994年以來的大量研究成果，2000年的歐洲新標(biāo)準(zhǔn)討論稿將規(guī)定改為:均質(zhì)爐內(nèi)玻璃的溫度在290+/-10oC下保溫2小時(shí)。多年累積的數(shù)據(jù)分析表明，嚴(yán)格按新標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)處理過的玻璃，發(fā)生后續(xù)自爆的概率在0.01以下。此概率的意義是:每1萬平方米玻璃，在１年之內(nèi)再發(fā)生１例自爆的概率小于1%。由此才可自信地稱鋼化玻璃為"安全玻璃"。

　　3.3浮法玻璃生產(chǎn)工藝

　　玻璃中的硫化鎳夾雜物是導(dǎo)致鋼化玻璃自爆的本質(zhì)原因，人們自然地想到是否有可能在浮法

　　玻璃生產(chǎn)過程中減少或消除此雜質(zhì)。從技術(shù)角度看，目前世界上最先進(jìn)的玻璃缺陷自動(dòng)檢測

　　儀也只能檢測大于0.2mm的點(diǎn)缺陷，試圖在浮法生產(chǎn)線上將有缺陷的玻璃全部挑出來幾乎是不可能的。

　　有報(bào)導(dǎo)在浮法原料中添加硫酸鋅或硝酸鋅能有效地減少硫化鎳結(jié)石的數(shù)量。硫酸鋅或硝

　　酸鋅都是強(qiáng)氧化劑，能將玻璃中的硫化物氧化成硫酸鹽，后者能被玻璃液吸收，從而減少或

　　消除硫化鎳結(jié)石。

　　4.結(jié)語

　　硫化鎳相變是導(dǎo)致鋼化玻璃自爆的主要原因，徹底解決鋼化玻璃自爆的唯一辦法是進(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(yīng)力及鋼化均勻度也能有效地減少自爆發(fā)生。