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一般钢化玻璃表面的
预压应力σ
u=70MPa,
浮法玻璃的强度σ
f=50MPa,则钢化玻璃的强度σ
g=σ
u+σ
f=120MPa。
σ
g/σ
f=120Mpa/50MPa=2.4
一般钢化玻璃的强度为浮法玻璃的4-5倍,因此,上述分析还是不够的,尚需辅以断裂力学的分析:人们发现用氢氟酸处理玻璃表面,会使玻璃强度大大堤高,这是由于氢氟酸的强
腐蚀,使玻璃表面裂纹尖端产生
钝化所致;同样,玻璃加热到高温时,表面裂纹的尖端产生钝化,相当于裂纹原来深度a减小为(a-r),r为钝化半径,根据(4) 式可得:
(σ
a–σ
u)/σ
f=(a/a-r)
1/2 ---------- (7)
若a/(a-r)=8,钢化玻璃的强度可估算如下:
σ
a=8
1/2×σ
f+σ
u≈2.83×50MPa+70Mpa=210MPa
这和一般钢化玻璃的强度平均值相吻合。
6.6 钢化程度
钢化程度实质上可归结于玻璃
内应力(词条“内应力”由行业大百科提供)的大小。Jacob[5]给出了玻璃表面压应力值与50 x 50 mm范围内碎片颗粒数之间的对应关糸(图5)。板芯
张应力在数值上等于表面压应力值的一半。美国ASTM C1048标准规定:钢化玻璃的
表面应力范围为大于69Mpa、热增强玻璃为24—52 Mpa。我国
幕墙玻璃标准则规定应力范围为: 钢化玻璃 95 Mpa以上、半钢化24—69 Mpa
图5.玻璃表面应力与碎片数的关系
计算得到不同钢化程度玻璃的NiS临界直径Dc如表1:
表1. 玻璃的应力范围及计算的相应硫化镍结石的临界直径 :
显然,应力越大,临界直径就越小,能引起自爆的NiS颗粒也就越多,自爆率相应就越高。
6.6
钢化炉水平的高低与相应的临界直径Dc:
在二台不同厂家制造的水平钢化炉上各随机选择了10块规格为275 x 300 x 8 mm玻璃, 用GASP表面应力仪测定了玻璃的表面压应力σ,并计算了相应的临界直径Dc,数据如下表2及表3:
表面应力数据可以从一个侧面反映出钢化炉水平的高低。 甲厂钢化炉同一批次的各块
玻璃钢化应力差别较大,说明炉子的工况并不稳定。而乙厂钢化炉工况很稳定,同一批次的玻璃具有相同的钢化应力。
表2. 甲厂水平钢化炉(规格2400 x 3600 mm)玻璃表面应力值及临界直径值
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