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建筑玻璃现阶段发展趋势及应用分析 |
| 来源:建筑门窗配套件委员会专家组专家、美国创奇公司技术代表 作者:刘军 日期:2007-4-18 页面功能 【字体：大 中 小】【打印】【投稿】【评论】 |
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物理特性
显然，如果将NiS放置在拉应力区域以及他们足够大的时候，NiS仅仅能够破坏钢化玻璃。导致玻璃自爆的NiS存在一个临界直径尺寸，这个临界尺寸取决于包含物周围的残余应力σ0（玻璃内部NiS石头位置的退火水平）：
伴随压力强度系数K1C=0.76MPa×m0.5作为玻璃材料的常数，和从α态-硫化镍NiS到β态-硫化镍NiS转换导致的流体压力以及热膨胀的差别系数P0=615Mpa，计算显示，破坏玻璃的最小的NiS直径（在最大的拉应力下）大约为0.04～0.05mm。
NiS引起钢化玻璃自爆的机械原理：
在玻璃熔化过程中，在炉子里面，高温将Ni3S2经过中间过程改变为α态-NiS，α态-NiS在390°C以上高温时是稳定的，在室温条件下的玻璃板内，α态-NiS并不（完全）转换相态，因为冷却速度对改变相态来说太快。另外，转换相态的NiS由于处于钢化玻璃的张应力区域，所以专门破坏钢化玻璃。
在钢化加热的时间段内，NiS完全转换成α态，在后面的吹风冷却阶段，冷却速度非常快。由于在玻璃与NiS之间热膨胀系数不同，在快速退火到室温条件下，在NiS周围将有一个空间（一个球形裂缝），由于在将玻璃冷却变成刚性阶段温度Tg时收缩速度的差别。在温度Tg，玻璃内部空腔的直径的固定的，在这个温度以下，NiS收缩的较玻璃更多，在包含物周围形成了缝隙，NiS生长首先被周围的空间消化，仅仅当空间全部填满后，NiS才能给玻璃压力并导致玻璃自爆。这就是为什么建筑上钢化玻璃自爆开始通常是会延迟到一年或者两年的原因。
压力最初以一个或者几个半圆形裂缝开始（见图5），甚至在钢化玻璃内部，这些都是稳定的，直到达到一个确定的临界尺寸，这个时间取决于玻璃内部NiS周围环境压力情况，拉应力越高，最初裂纹的临界半径越小（破裂的压力为：σf=KIC/a½），这也体现了钢化程度越高，钢化玻璃自爆比例越大的规律。最初的缺陷能够发现围绕NiS周围成蝶形，玻璃内部的裂缝在生长过程中仅仅依靠压力而不受静态疲劳的影响，当有水存在的条件下，由于玻璃与水之间压力增强化学反映导致的裂缝增长速度加快，缩短钢化玻璃自爆的时间，这也是为什么钢化玻璃在雨后自爆的几率增大的原因。
退火玻璃内部NiS包含物周围的缺陷，使用偏振光显微镜方法观察的热处理后的最终状态，取决于包含物的尺寸，小的或者大的缺陷能够显现出来。小的包含物没有引起缺陷，因此，他们的压力不能足够导致钢化玻璃自爆。
另外，由于钢化玻璃具有内部结石和边部缺陷等应力集中区域以及钢化玻璃内部应力过大，随着时间延长，应力在消散过程中，也会导致局部应力过大，造成钢化玻璃自爆。
为了减少钢化玻璃在建筑上自爆的可能，一方面需要在加工制作过程中，严格控制玻璃的磨边精度、严格控制钢化工艺，在满足钢化玻璃质量要求的情况下尽可能降低钢化玻璃的内部应力，严格挑选原片玻璃，将硫化镍晶体排除在钢化过程之外，最后是将钢化玻璃做热浸处理，虽然这样会导致钢化玻璃的成本增加，但是可以消除钢化玻璃自爆的危险。
钢化玻璃表面彩虹现象
因为钢化玻璃多数使用的是浮法玻璃制作，在浮法玻璃生产成型过程中，金属锡被氧化而形成氧化锡（SnO），氧化锡扩散到与锡液接触的玻璃表层内，在钢化过程中，当温度超过600℃时，玻璃表层内的氧化锡（SnO）被进一步氧化成二氧化锡（SnO2），使体积膨胀，形成微波纹，在阳光照射下会产生光干涉现象，而呈现兰色为主的彩虹或者雾状薄层，给人的感觉是有彩虹现象；在实际生产过程中，一般是控制将浮法玻璃的粘锡面朝上摆放，以降低彩虹现象的出现。
2、夹层玻璃
首先是检查夹层玻璃是湿法夹层还是干法夹层玻璃，由于制作工艺的区别以及原材料的区别，湿法夹层玻璃较干法夹层玻璃的质量、性能差，所以必须首先判定夹层玻璃的制作工艺；检查夹层玻璃的外观是否符合要求如气泡的数量、是否存在裂纹、爆边、划伤、磨伤、脱胶等缺陷存在；检查尺寸偏差、厚度偏差是否符合要求等；
3、镀膜玻璃
镀膜玻璃的质量好坏，基本可以从几个方面考量：外观检验：主要是检查镀膜玻璃的针孔、斑点、斑纹的多少及大小，另外一个因素就是玻璃表面划伤情况，都可以鉴别镀膜玻璃自生产线出来的质量；检查镀膜玻璃的色度均匀性，也就是色差。一般来讲，人的肉眼很难区分单片玻璃的色差是否符合标准规定，往往是产品安装到墙上后才能分辨出来；镀膜玻璃的耐酸、碱以及耐磨性能，这些性能指标直接决定镀膜玻璃产品的使用寿命；
低辐射镀膜玻璃与热反射镀膜玻璃在功能上有哪些区别？热反射玻璃是通过降低玻璃的遮阳系数，限制太阳直接辐射能透过玻璃进入室内，从而降低能源消耗；
低辐射玻璃是通过降低玻璃的K值，限制远红外线热辐射透过玻璃，从而达到降低辐射热能透过玻璃的目的。如果将低辐射玻璃合成暖边中空玻璃，更能降低玻璃的热能损耗；低辐射玻璃是否能够单片使用？严格来说，针对两种不同的玻璃，离线低辐射玻璃不能单片使用，必须合成中空玻璃，而且还能够提高中空玻璃的节能效果；在线低辐射玻璃虽然也是在合成中空玻璃后性能提高很多，但是他可以单片使用，只是单片使用对K值提高的幅度很小；低辐射镀膜玻璃在钢化时，膜层应该在什么位置？为了防止划伤膜层，镀膜面应该在上面，而且由于空气运动方式的原因，在钢化过程中，为了降低玻璃加热时间，镀膜面也应该在上面；
4、中空玻璃影象散射原因及处理办法
中空玻璃影象失真的现象
概要：
中空玻璃影象失真现象是一个动态的变化因数，他们很难被量化。主要表现是从光线透过、反射或者其他任何模式观察产生的物体影象的失真现象。中空玻璃影象失真可以由玻璃厚度变化、两片或者多片玻璃的平面度和平行度引起。
一般建筑用玻璃采用的多是汽车级浮法玻璃，个别建筑为了控制成本采用的是建筑级浮法玻璃，玻璃的表面质量与光学质量比较，在确定的视觉条件下，一些失真现象不可避免地会发生。
详细描述：
浮法玻璃从理论上说是非常平的而且两个表面面平行，但是微观角度看，浮法玻璃并不非常平整，他们遵循地球的曲线形状。在实际产品上，每天熔化几百吨玻璃，制造程序及随后的加工技术将导致光学平整度的偏差。本文将重点探讨导致两种分离的和独特的失真种类：透射失真及反射失真。
首先引起失真最主要的原因是浮法玻璃两个表面缺乏平整度，这样在合成中空玻璃后，即使两片玻璃是平行的，也存在着影象反射失真。浮法玻璃表面不平整可以在浮法玻璃成型时冷却退火过程中，由于边部冷却速度较玻璃中心快引起的。
更坏的情况发生在玻璃热处理过程中，在水平钢化炉中，如果玻璃太热和太软，将在辊道之间产生下垂，而且在进入或者离开一个钢化炉或者急冷淬火时，玻璃板的边部将卷曲（见图6）；相反，如果玻璃不热，将在热处理过程中发生炸裂。
因此钢化炉操作人员必须发现与设备相适应的操作温度以平衡两种矛盾的要求。而在热处理过程中也可以导致玻璃板具有总体弓形和蝶形的辊子波。在生产高性能彩色玻璃和Low-E玻璃时，由于各自需要不同的钢化炉设置，这些失真影响将会发生的更严重一些。
最大的厚度变化是带有彩色的钢化（热增强）夹层玻璃，这里，软性的PVB胶片夹到两个玻璃板之间不平行的缝隙中，形成凸透镜或者凹透镜，在适当的视线条件下，将引起主要的传递失真（见图7）通过浮法玻璃板的厚度变化是小的和次要的问题，超过6mm厚度的玻璃板偶尔在接近边部位置有变化（见图8）这些变化非常容易测量。
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