寧波小伙小張在洗澡時，浴室的鋼化玻璃門突然破裂，導(dǎo)致小張手部受傷，該事件迅速演變成了全網(wǎng)熱搜的話題。

　　借著小張受傷事件，我們來好好地說說鋼化玻璃，順便學點與玻璃有關(guān)的生活常識。

　　鋼化玻璃是如何生產(chǎn)出來的

　　本質(zhì)上來說，鋼化玻璃和普通玻璃的材質(zhì)是類似的，讓鋼化玻璃產(chǎn)生強化效應(yīng)的是它獨特的制作工藝。

　　普通玻璃的制作過程是：原料經(jīng)過高溫熔融，形成均勻無氣泡的玻璃液；當玻璃液冷卻到可以進行機械加工的溫度范圍內(nèi)時，對其進行壓延，形成平板形態(tài)；冷卻下來的玻璃需要再進行退火，即在一個較低的溫度下再加熱一段時間并緩慢冷卻，以此降低內(nèi)部應(yīng)力(物體內(nèi)部產(chǎn)生的以抵抗外因作用的內(nèi)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上一個強化的步驟，具體來說就是，在制成普通玻璃后，將其加熱到650℃到700℃玻璃軟化溫度點，然后在玻璃兩側(cè)同時用高壓氣流吹氣，使之急速冷卻。此時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具有很高的內(nèi)部拉應(yīng)力。

　　那么為什么是兩側(cè)受壓，中心受拉，而并非反過來呢？這主要是因為玻璃兩側(cè)遇冷收縮時，所有表層的位置都將受到來自四面八方的擠壓，因此表層中會形成壓應(yīng)力層；而中心處因為冷卻較慢，來不及收縮，因此形成拉應(yīng)力層。

　　我們可以把應(yīng)力理解為是材料內(nèi)部具有的“內(nèi)在”力，較高的應(yīng)力意味著材料內(nèi)部存儲著額外的能量，因此會形成“不安分”的因素。例如夏天西瓜豐收時，有些熟透的西瓜稍微遇到一點外力就會自己爆開，這就是西瓜內(nèi)部存在應(yīng)力的表現(xiàn)。

　　那為什么應(yīng)力反而是玻璃得以強化的關(guān)鍵呢？

　　玻璃這種材料，有一個非常顯著的性質(zhì)，它對于外界的壓力負荷有很強的抵抗作用，但承受拉力負荷的能力卻要低得多。假如我們把一片平板玻璃四周用框架支起來，就像玻璃屋頂或者玻璃廊橋的橋面一樣。我們會發(fā)現(xiàn)玻璃受到荷重影響時，上方仍然處在受壓的狀態(tài)，但下方其實是受拉的狀態(tài)。當載荷逐漸增加，下方受到的拉應(yīng)力也越來越大。最后，玻璃的下方，即未受載荷的那一面將先發(fā)生破壞。

　　鋼化玻璃雙側(cè)表面的壓應(yīng)力區(qū)域很好地抵消了載荷影響，玻璃弱側(cè)(不受載荷的一側(cè))也就沒有那么容易發(fā)生斷裂。一般來說，經(jīng)過強化處理的玻璃強度可以提高到原來的3到5倍以上。

　　鋼化玻璃真的會自己爆炸嗎

　　在正常情況下，鋼化玻璃內(nèi)部的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力得以平衡，自然也能維持完好的外在狀態(tài)。不過這種平衡一旦被打破，巨大的內(nèi)應(yīng)力就將瞬間釋放，從最先發(fā)生破壞的薄弱點傳遞到整塊玻璃，使其迅速碎裂。

　　比如玻璃安裝、移動過程中的磕碰會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，抵達或者接近拉應(yīng)力層，內(nèi)部平衡的破壞會讓鋼化玻璃馬上破碎。因此鋼化玻璃的移動和施工過程要非常小心，避免任何瑕疵的產(chǎn)生。

　　還有的薄弱點來自內(nèi)部，比如玻璃制造過程中存在的雜質(zhì)顆粒等。在沒有受到任何外力作用的情況下，鋼化玻璃也可能發(fā)生崩解，這種情形應(yīng)該就是內(nèi)部雜質(zhì)惹的禍。制作玻璃的原料中最常見的雜質(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(甚至根本沒受到外力)，硫化鎳顆粒周圍的區(qū)域就常常會率先發(fā)生破碎，整塊玻璃也將隨之崩解。

　　為了盡量避免這種情形的發(fā)生，很多廠家在鋼化玻璃的制作過程中，會對每一塊玻璃都進行熱浸檢測，以此來保證出廠產(chǎn)品盡可能不含有內(nèi)部雜質(zhì)。具體方法就是，將玻璃加熱到300℃左右再冷卻下來，存在硫化鎳的玻璃基本上經(jīng)不起這樣的折騰，都會自動崩解。

　　不過，鋼化玻璃的崩解問題很難從原理上百分之百避免，除了盡可能提升產(chǎn)品質(zhì)量外，還可以采用一些保護措施，比如，給玻璃貼上透明有機物貼膜，即便玻璃崩解，碎渣也不會四散飛濺。

　　鋼化玻璃和防彈玻璃是不是一回事

　　那么鋼化玻璃和防彈玻璃是一回事嗎？其實并不是。

　　很多人都在電視上看過用大錘擊打鋼化玻璃的視頻，它們在重錘之下仍然完好無損。但鋼化玻璃的強度級別還是不足以抵擋子彈，因此擊碎鋼化玻璃不是難事。

　　真正的防彈玻璃主要有兩種，一種由透明的高分子聚合物材料制成，如聚碳酸酯、PVB樹脂、聚氨酯等，在實際制造過程中一般采用多層結(jié)構(gòu)而非單層。

　　另外一種是在玻璃中間夾雜透明有機物層，這樣玻璃在中彈后雖然會破碎，但產(chǎn)生的碎片并不會四下飛濺，而是在有機聚合物層的作用下，仍舊結(jié)合在一起。

　　總結(jié)來說，防彈玻璃并非依靠自身的堅固性將子彈彈開，而是通過玻璃的破碎和樹脂層的捕集讓子彈動能消散，從而滯留在樹脂層上。為了實現(xiàn)足夠的防彈效果，防彈玻璃的厚度也日益增大，例如防彈頭盔的透明面罩或者防彈盾牌的觀察窗，玻璃厚度能達到30毫米以上。不過，紫外線會讓聚合物層的性質(zhì)發(fā)生改變，影響阻彈效果，因此防彈玻璃的壽命大約都在3到6年。

　　(來源：科普中國)