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鋼化玻璃杯為什么會(huì )炸裂?
有人買(mǎi)了一只鋼化玻璃杯,放在桌子上,還沒(méi)有倒開(kāi)水,也未磕碰,突然炸裂。鋼化玻璃杯很結實(shí),為什么會(huì )自行炸裂呢?
為了回答這個(gè)問(wèn)題,先要從原料和工藝過(guò)程談起。鋼化玻璃杯的原料是普通玻璃,用它先做成較厚的玻璃杯(壁厚3.4—3.8毫米),再放入爐中加熱到650℃。這時(shí),玻璃已軟化,但尚未變形,迅速投入油液個(gè),使之急劇冷卻。這道工序叫“鋼化”,也叫淬火。就像鋼鐵淬火一樣,使玻璃變得堅硬結實(shí)。
玻璃是熱的不良導體(傳熱慢)。當玻璃杯剎那間冷卻時(shí),表面層首先變冷、硬化、收縮,而玻璃內部尚處于高熱可塑狀態(tài),有一股向外的膨脹力。因此,做成的鋼化玻璃杯,表面存在著(zhù)壓縮應力,內部存在著(zhù)伸張應力。在一般情況下,這兩種應大在杯體的各個(gè)部分是均衡的,使用當中不會(huì )出現問(wèn)題。
但在個(gè)別情況下,由于淬火不當,杯體產(chǎn)生不均衡的應力,就可能使它無(wú)故炸裂。比如杯體某一部分內應力大于外應力,從里面用力向外的報力很大,而外部向內的壓力很小,雖然表面著(zhù)這只杯子沒(méi)有什么問(wèn)題,實(shí)際上內部卻在繃著(zhù)勁。
這種現象,在厚玻璃制品中,例如辦公桌上的玻璃板,也臺偶然發(fā)生炸裂現象,道理和鋼化玻璃杯一樣。這些厚玻璃制品后然未經(jīng)淬火,但從液體變?yōu)楣腆w過(guò)程中,由于表面首先冷卻變硬,內部后冷卻變硬,也存在著(zhù)不均衡的應力。
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