最近的一個(gè)微博熱搜，一直被“小張”占據(jù)著，并一直處于“熱沸”的狀態(tài)。但是傳著傳著，這個(gè)小張被上熱搜的原因漸漸走偏了。因?yàn)橹T多女性網(wǎng)友都盯著小張顏值了，而根本沒(méi)有重視那真正的起因——鋼化玻璃自爆。

　　按我們正常的思維模式中，從字面上來(lái)理解鋼化玻璃，應(yīng)該是比正常普通的玻璃要強(qiáng)度更高啊，據(jù)說(shuō)硬度更高的鋼化玻璃還能防子彈，這也能自爆？那鋼化玻璃和防彈玻璃是一回事嗎？

　　其實(shí)，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，鋼化玻璃和普通玻璃的材質(zhì)是類(lèi)似的，沒(méi)有特殊之處。讓鋼化玻璃產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)的是它獨(dú)特的制作工藝。

　　正常的平板玻璃的制作過(guò)程是：原料經(jīng)過(guò)高溫熔融，形成均勻無(wú)氣泡的玻璃液；當(dāng)玻璃液冷卻到可以進(jìn)行機(jī)械加工的溫度范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行壓延，形成平板形態(tài)；冷卻下來(lái)的玻璃內(nèi)部應(yīng)力極大，需要再進(jìn)行退火，即在一個(gè)較低的溫度下再加熱一段時(shí)間并緩慢冷卻，以此降低內(nèi)部應(yīng)力，穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　而鋼化玻璃則要在上述工藝最后再補(bǔ)上一個(gè)強(qiáng)化的步驟，具體來(lái)說(shuō)就是，在得到確定尺寸的普通玻璃后，將其加熱到650℃到700℃左右的玻璃軟化點(diǎn)附近，然后在玻璃兩側(cè)同時(shí)用高壓氣流吹氣，使之急速冷卻。此時(shí)玻璃表面將率先降溫收縮，在兩側(cè)表層內(nèi)形成具有很高內(nèi)部壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。之后冷卻的中心部則將隨之具有很高的內(nèi)部拉應(yīng)力。最終，玻璃兩側(cè)將形成各自約為1/6玻璃厚的壓應(yīng)力層。

　　玻璃這種材料，有一個(gè)非常顯著的性質(zhì)，那就是怕拉不怕壓。對(duì)于外界的壓力負(fù)荷有很強(qiáng)的抵抗作用，但承受拉力負(fù)荷的能力卻要低得多。假如我們把一片平板玻璃用四周的框架支起來(lái)，就像玻璃屋頂或者玻璃廊橋的橋面一樣。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃受到荷重影響時(shí)，上方仍然處在受壓的狀態(tài)，但下方其實(shí)是受拉的狀態(tài)。當(dāng)載荷逐漸增加，玻璃撓曲程度加深，下方受到的拉應(yīng)力也越來(lái)越大。所以當(dāng)普通玻璃上方的負(fù)荷過(guò)大，比如上面站了一個(gè)人的吧，基本就是破碎的結(jié)果，而且破碎面的切口非常非常鋒利。

　　而鋼化玻璃在制作過(guò)程中受過(guò)高溫急速冷卻的結(jié)果，雙側(cè)表面的壓應(yīng)力區(qū)域能很好地抵消了載荷影響，玻璃弱側(cè)的拉應(yīng)力不會(huì)增加到普通玻璃相同的程度，也就沒(méi)有那么容易發(fā)生斷裂。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理的玻璃強(qiáng)度可以提高到原來(lái)的3到5倍以上。

　　但是，鋼化玻璃雖然強(qiáng)度高，但是它絕對(duì)不是堅(jiān)不可摧的。鋼化玻璃其實(shí)是一種內(nèi)部存在著很大應(yīng)力的材料，正常情況下壓應(yīng)力和拉應(yīng)力得以平衡，玻璃自然也能維持完好的外在狀態(tài)。不過(guò)這種平衡一旦被打破，巨大的內(nèi)應(yīng)力就將瞬間釋放，從開(kāi)始發(fā)生破壞的薄弱點(diǎn)傳遞到整塊玻璃，使其迅速碎裂。舉個(gè)例子，公交車(chē)上的車(chē)窗玻璃邊上配有一個(gè)破窗錘，只要敲擊車(chē)窗玻璃上的四個(gè)矩形的點(diǎn)就可以徹底讓車(chē)窗碎成碴碴。

　　那鋼化玻璃在沒(méi)有外力的情況下，

　　是怎么會(huì)自爆的呢？

　　發(fā)生的薄弱點(diǎn)有很多種，比如玻璃安裝、移動(dòng)過(guò)程中的磕碰會(huì)讓邊緣乃至表面的壓應(yīng)力層受損，形成裂口。如果裂口足夠深，抵達(dá)或者接近拉應(yīng)力層，內(nèi)部平衡的破壞會(huì)讓鋼化玻璃馬上破碎。因此鋼化玻璃的移動(dòng)和施工過(guò)程要非常小心，避免任何瑕疵的發(fā)生。因?yàn)榧幢闶欠浅\的表面裂口，也會(huì)成為未來(lái)發(fā)生斷裂的薄弱環(huán)節(jié)。所以這次“小張”家中浴室的鋼化玻璃自爆很有可能在當(dāng)初安裝的初期就已經(jīng)埋下了隱患。

　　當(dāng)然了，還有鋼化玻璃出廠時(shí)就留下了隱患，那就是質(zhì)量問(wèn)題。比如，在制造過(guò)程中內(nèi)部存在的雜質(zhì)顆粒等。玻璃常見(jiàn)的雜質(zhì)是硫化鎳，它以顆粒物的形式聚集在玻璃內(nèi)部。一旦受到外力，硫化鎳顆粒周?chē)膮^(qū)域常常會(huì)率先發(fā)生破碎，整塊玻璃也將隨之崩解。

　　鋼化玻璃和防彈玻璃是一回事嗎？

　　其實(shí)不是，真正的防彈玻璃主要有兩種，一種是透明的高分子聚合物材料，聚碳酸酯、PVB樹(shù)脂、聚氨酯等，實(shí)際制造過(guò)程中一般采用多層結(jié)構(gòu)而非單一厚層。另外一種是在玻璃中間夾雜透明有機(jī)物層，一般同樣采用多層結(jié)構(gòu)，這樣玻璃在著彈后雖然會(huì)破碎，但有機(jī)聚合物層仍然可以讓碎片牢固地結(jié)合在一起。防彈玻璃并非依靠自身的堅(jiān)固性將子彈彈開(kāi)，而是通過(guò)玻璃的破碎和樹(shù)脂層的捕集讓子彈動(dòng)能消散，從而滯留在樹(shù)脂層上。所以現(xiàn)在的防彈玻璃從安全性來(lái)考慮也越做越厚，有些可以達(dá)到30毫米以上。但是有一個(gè)問(wèn)題，紫外線會(huì)讓聚合物層的性質(zhì)發(fā)生改變，影響阻彈效果，因此防彈玻璃壽命大約都在3到6年左右。

　　最后總結(jié)一下，鋼化玻璃雖然強(qiáng)度更高，但耐熱溫度和耐熱沖擊性能并不比普通玻璃更高，遇到急劇變化的溫度沖擊時(shí)很可能會(huì)崩解。鋼化玻璃的表面硬度其實(shí)比普通玻璃還要低，因此相比而言更不耐磨。鋼化玻璃可能會(huì)發(fā)生崩解，因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)混入雜質(zhì)。鋼化玻璃相比普通玻璃的優(yōu)勢(shì)，在生活中可以體現(xiàn)出來(lái)的就是，鋼化玻璃破碎時(shí)產(chǎn)生的是一大堆碴碴，普通玻璃卻是大片大片的鋒利破片，這對(duì)我們的安全是較大的威脅。

　　來(lái)源：中科院物理所公眾號(hào)、科普中國(guó)、網(wǎng)易新聞