防碎安全玻璃是一類經(jīng)劇烈振動(dòng)或撞擊不破碎，即使破碎也不易傷人的玻璃。包括鋼化玻璃、夾層玻璃等。用于汽車、飛機(jī)和特種建筑物的門窗等。
簡(jiǎn)介
1998年2月9日夜，格魯吉亞總統(tǒng)謝瓦爾德納澤在乘一輛奔馳汽車回家途中，突然，從夜色籠罩下的密林里竄出20多個(gè)殺手，向總統(tǒng)座車瘋狂掃射并投擲手榴彈，汽車傷痕累累，但幸運(yùn)的是謝瓦爾德納澤毫發(fā)無(wú)損！是什么保護(hù)總統(tǒng)射過(guò)了這場(chǎng)災(zāi)難呢？這要?dú)w功于德國(guó)政府贈(zèng)送給他的這輛價(jià)值50萬(wàn)美元的奔馳牌防彈汽車。那么防彈汽車為什么能夠防彈呢？原來(lái)是它安裝了一種安全玻璃－－防彈玻璃。
工藝特色
安全玻璃是由堅(jiān)韌的塑料內(nèi)層（PVB）將兩片玻璃在一定溫度和壓力下粘貼而成，也稱為夾層玻璃或膠合玻璃，其塑料內(nèi)層可以吸收沖擊和爆炸過(guò)程中所產(chǎn)生的部分能量和沖擊波壓力，即使被震碎也不會(huì)四散飛濺。夾層玻璃根據(jù)不同的需要可用普通玻璃、鋼化玻璃、熱增強(qiáng)玻璃來(lái)制成，也可制成中空玻璃。
歷史傳承
據(jù)說(shuō)在耶穌時(shí)期，在羅馬有一個(gè)玻璃匠他打造出了一個(gè)不會(huì)碎的玻璃杯子。他將這個(gè)杯子進(jìn)獻(xiàn)給羅馬國(guó)王提貝柳斯，國(guó)王用了各種辦法來(lái)破壞它，可這個(gè)杯子最多是被撞凹了一點(diǎn)點(diǎn)，匠人用錘子敲了幾下便使其復(fù)原了。但當(dāng)國(guó)王得知只有他會(huì)制造這種玻璃時(shí)，國(guó)王殺了他。他擔(dān)心這東西會(huì)讓金銀珠寶統(tǒng)統(tǒng)變得一文不值。這是世界上第一個(gè)關(guān)于防碎玻璃的記載。到了19世紀(jì)末，化學(xué)家貝內(nèi)迪圖斯在目睹一場(chǎng)車禍后想要研制出一種防碎玻璃。這個(gè)研究進(jìn)行了15年（進(jìn)入了20世紀(jì)了！�。�，直到一天，放在擱板上的一個(gè)燒瓶一不小心被他摔到了地上。瓶子沒(méi)有碎。他一看標(biāo)簽，這是一個(gè)用來(lái)裝賽璐珞的燒瓶。他受此啟發(fā)研制了叫做“三層萊克斯”的安全玻璃，原理就是上文所說(shuō)的將兩片玻璃在一定溫度和壓力下用賽璐珞粘貼而成。1909年貝內(nèi)迪圖斯獲得了“三層萊克斯”的制造許可，開(kāi)始投入市場(chǎng)。
性能
防碎安全玻璃具有良好的安全性，抗沖擊性和抗穿透性，具有防盜、防彈、防爆功能。建筑物使用安全玻璃，可以抵御子彈或每小時(shí)100千米的颶風(fēng)中所夾雜碎石的攻擊，這對(duì)主體玻璃結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代建筑具有特別重要的意義。
針對(duì)住宅和商業(yè)區(qū)的經(jīng)常發(fā)生盜竊，盜賊的目標(biāo)往往是那些易于得手且不易被發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。玻璃門窗通常是受攻擊的目標(biāo)，安全玻璃能抵御錘子、鐵棍和磚頭擊打，犯罪分子常用作盜竊工具的無(wú)聲玻璃切割刀，可有效地阻止或延遲罪犯盜竊和強(qiáng)行侵人，大大提高了防范效果。
防碎安全玻璃通常用在一些重要設(shè)施，如銀行大門、貴重物品陳列柜、監(jiān)獄和教養(yǎng)所的門窗等。這些部位有可能遭到持各式各樣兇器的群匪連續(xù)襲擊。而高強(qiáng)度安全玻璃能在一段時(shí)間內(nèi)抵御穿透，為其他裝置作出反應(yīng)贏得足夠的時(shí)間。世界上一些最著名的文物，如《蒙娜麗莎》和《獨(dú)立宣言》就是用安全玻璃保護(hù)的。
防彈玻璃是由多層玻璃與多層PVB中間膜粘結(jié)加工而成，它可抵御住手槍、步槍甚至炸彈爆炸的強(qiáng)烈沖擊。在全球城市恐怖爆炸事件中，玻璃碎片是造成人員傷害的主要原因。爆炸發(fā)生時(shí)，玻璃碎片像雨點(diǎn)一樣橫飛，甚至可以飛到幾千米以外的地方，造成的受傷害人數(shù)占到90%以上。夾層玻璃在爆炸事件中即使被震碎，仍可完整地保留在框中，大大降低了玻璃碎片對(duì)人的傷害。
品種分類
防碎安全玻璃的主要品種有：鋼化玻璃、夾層玻璃、防彈玻璃、防盜玻璃、防火玻璃、夾絲玻璃及防護(hù)玻璃等。
鋼化玻璃
即淬火增強(qiáng)玻璃。將玻璃均勻加熱達(dá)軟化溫度時(shí)，用高速空氣等冷卻介質(zhì)驟冷而制成的玻璃。這種玻璃表面存在有均勻的壓應(yīng)力，從而可提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性能。用空氣作冷卻介質(zhì)時(shí)稱鋼化；用油類等液體作冷卻介質(zhì)時(shí)稱液體鋼化；用熔鹽作冷卻介質(zhì)時(shí)稱鹽浴鋼化。根據(jù)其鋼化程度和制品形狀的不同，可以分為完全鋼化、區(qū)域鋼化、半鋼化、平面鋼化和彎形鋼化等品種。
鋼化玻璃的抗彎強(qiáng)度比未經(jīng)處理的玻璃大3～5倍，可達(dá)150～250兆帕，熱穩(wěn)定性提高3～4倍,可經(jīng)受200～250℃的溫差急變，破碎時(shí)形成無(wú)尖銳棱角的顆粒,對(duì)人體傷害很小，是最廣泛使用的安全玻璃。近年來(lái),由于采用了新的鋼化工藝,如輥道或氣墊式平面鋼化;發(fā)展了新的冷卻介質(zhì),如向壓縮空氣中添加特殊的固體介質(zhì)、高揮發(fā)性液體以及采用有機(jī)硅油介質(zhì)和固體接觸法等,大幅度提高了冷卻介質(zhì)的冷卻效能,可鋼化1.7～3毫米的薄玻璃并進(jìn)一步提高玻璃強(qiáng)度，減輕自重。還發(fā)展了印刷、噴涂彩色釉料的釉面鋼化玻璃。
鋼化玻璃在建筑中主要應(yīng)用于門、窗、櫥窗、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及用作飾面材料等。
防彈玻璃和防盜玻璃
用鋼化玻璃、化學(xué)增強(qiáng)玻璃、夾絲（網(wǎng)）玻璃及高強(qiáng)有機(jī)材料（如定向有機(jī)玻璃、聚碳酸酯等），并采用夾層工藝制成的復(fù)合玻璃。按照不同的要求，可選用不同材料組成不同的復(fù)合結(jié)構(gòu)，達(dá)到能在一定距離內(nèi)抵御槍彈射擊的性能和防范偷盜的效果。一般用于有特殊防彈或防盜要求的建筑物及邊防觀察哨所等。
防火玻璃
指在兩片玻璃間凝聚一種透明的凝膠，遇高溫時(shí),分解而吸收大量的熱,使玻璃可保持暫時(shí)不破裂而防止火災(zāi)蔓延的玻璃。一般用于建筑群的防火隔扇或防火道等。另外，玻璃空心磚、夾絲（網(wǎng)）玻璃也有一定的防火效果。
夾絲（網(wǎng)）玻璃
壓延成型時(shí)，在玻璃內(nèi)部嵌入金屬絲（網(wǎng)）的玻璃。當(dāng)玻璃破碎時(shí)，其碎片仍懸掛在金屬絲（網(wǎng)）上而不掉落�；馂�(zāi)時(shí)能短時(shí)間阻止火焰蔓延，延緩火災(zāi)的擴(kuò)大，可作為防火建筑的窗和隔煙間壁。一般用作建筑物的透明防護(hù)結(jié)構(gòu)、天窗和庭院、公園、動(dòng)物園及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的透明欄柵。
防護(hù)玻璃
指能有效地屏蔽X射線和熱中子等危害人體的玻璃。其透明度高，含有能吸收高能射線的鉛和吸收熱中子的硼等。對(duì)高能射線穩(wěn)定，經(jīng)輻照后不變色、不析晶、不破壞。主要用于研究、生產(chǎn)及應(yīng)用原子能、同位素的建筑物中要求防護(hù)的部位。
鈦化玻璃
鈦化玻璃也稱永不碎鐵甲箔膜玻璃。是將鈦金箔膜緊貼在任意一種玻璃基材之上，使之結(jié)合成一體的新型玻璃。鈦化玻璃具有高抗碎能力，高防熱及防紫外線等功能。不同的基材玻璃與不同的鈦金箔膜，可組合成不同色澤、不同性能、不同規(guī)格的鈦化玻璃。鈦化玻璃常見(jiàn)的顏色有：無(wú)色透明、茶色、茶色反光、銅色反光等。
鋼化玻璃
鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃,為提高玻璃的強(qiáng)度,通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。
鋼化玻璃的優(yōu)點(diǎn)
鋼化玻璃的主要優(yōu)點(diǎn)有兩條：
第一是強(qiáng)度較之普通玻璃提高 數(shù)倍，抗彎強(qiáng)度是普通玻璃的3~5倍，抗沖擊強(qiáng)度是普通玻璃5~10倍，提高強(qiáng)度的同時(shí)亦提高了安全性。
第二是使用安全，其承載能力增大改善了易碎性質(zhì)，即使鋼化玻璃破壞也呈無(wú)銳角的小碎片，對(duì)人體的傷害極大地降低了. 鋼化玻璃的耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受150LC以上的溫差變化，對(duì)防止熱炸裂有明顯的效果。
鋼化玻璃的缺點(diǎn)
1 、鋼化后的玻璃不能再進(jìn)行切割，和加工，只能在鋼化前就對(duì)玻璃進(jìn)行加工至需要的形狀，再進(jìn)行鋼化處理。
2 、鋼化玻璃強(qiáng)度雖然比普通玻璃強(qiáng)，但是鋼化玻璃在溫差變化大時(shí)有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。
生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)鋼化玻璃工藝有兩種：
一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工藝條件下，經(jīng)淬火法或風(fēng)冷淬火法加工處理而成。另一種是將普通平板玻璃或浮法玻璃通過(guò)離子交換方法，將玻璃表面成分改變，使玻璃表面形成一層壓應(yīng)力層加工處理而成。
鋼化玻璃具有抗沖擊強(qiáng)度高(比普通平板玻璃高4～5倍)、抗彎強(qiáng)度大(比普通平板玻璃高5倍)、熱穩(wěn)定性好以及光潔、透明、等特點(diǎn)。在遇超強(qiáng)沖擊破壞時(shí)，碎片呈分散細(xì)小顆粒狀，無(wú)尖銳棱角，故又稱安全玻璃。
種類
1 、鋼化玻璃按形狀分為平面鋼化玻璃和曲面鋼化玻璃。
平面鋼化玻璃厚度有4、5、6、8、10、12、15、19mm八種；曲面鋼化玻璃厚度也有4、5、6、8、10、12、15、19mm八種。但曲面(即彎鋼化)鋼化玻璃對(duì)每種厚度都有個(gè)最大的弧度限制。即平常所說(shuō)的R R為半徑.
2 、鋼化玻璃按其外觀分為：平鋼化 ，彎鋼化 。
鋼化玻璃與普通玻璃的區(qū)別
由于鋼化玻璃破碎后，碎片會(huì)破成均勻的小顆粒并且沒(méi)有普遍玻璃刀狀的尖角，從而被稱為安全玻璃而廣泛用于汽車、室內(nèi)裝飾之中，以及高樓層對(duì)外開(kāi)窗戶上。
一般普通玻璃破碎后鋒利的刀狀尖角很容易割傷小孩或者撞擊者，造成對(duì)人身的傷害。玻璃破碎后是變成小顆粒還是刀狀這是鋼化玻璃與普通玻璃最主要區(qū)別方式。但在工程檢驗(yàn)中，動(dòng)不動(dòng)采用這種破壞性的檢驗(yàn)無(wú)疑是不現(xiàn)實(shí)的。
那么怎么能知道自己買的究竟是不是鋼化玻璃呢？
這還得從鋼化玻璃制造原理來(lái)分析，鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加熱到接近的軟化點(diǎn)，再進(jìn)行快速均勻的冷卻而得到。鋼化處理后玻璃表面形成均勻壓應(yīng)力，而內(nèi)部則形成張應(yīng)力，使玻璃的性能得以大幅度提高，抗拉度是后者的3倍以上，抗沖擊力是后者的5倍以上。
也正是這個(gè)特點(diǎn)，應(yīng)力特征成為鑒別真假鋼化玻璃的重要標(biāo)志，那就是鋼化玻璃可以透過(guò)偏振光片在玻璃的邊部看到彩色條紋，而在玻璃的面層觀察，可以看到黑白相間的斑點(diǎn)。偏振光片可以在照相機(jī)鏡頭或者眼鏡中找到，觀察時(shí)注意光源的調(diào)整，這樣更容易觀察。
鋼化玻璃的自爆
鋼化玻璃在無(wú)直接機(jī)械外力作用下發(fā)生的自動(dòng)性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆。自爆是鋼化玻璃固有的特性之一。
產(chǎn)生片爆的原因很多，簡(jiǎn)單地歸納以下幾種：
�、俨Ａз|(zhì)量缺陷的影響
A．玻璃中有結(jié)石、雜質(zhì)：玻璃中有雜質(zhì)是鋼化玻璃的薄弱點(diǎn)，也是應(yīng)力集中處。特別是結(jié)石若處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致炸裂的重要因素。
結(jié)石存在于玻璃中，與玻璃體有著不同的膨脹系數(shù)。玻璃鋼化后結(jié)石周圍裂紋區(qū)域的應(yīng)力集中成倍地增加。當(dāng)結(jié)石膨脹系數(shù)小于玻璃，結(jié)石周圍的切向應(yīng)力處于受拉狀態(tài)。伴隨結(jié)石而存在的裂紋擴(kuò)展極易發(fā)生。
B．玻璃中含有硫化鎳結(jié)晶物
硫化鎳夾雜物一般以結(jié)晶的小球體存在，直徑在0.1—2㎜。外表呈金屬狀，這些雜夾物是NI3S2，NI7S6和NI—XS，其中X=0—0.07。只有NI1—XS相是造成鋼化玻璃自發(fā)炸碎的主要原因。
已知理論上的NIS在379。C時(shí)有一相變過(guò)程，從高溫狀態(tài)的a—NIS六方晶系轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏貭顟B(tài)B—NI三方晶系過(guò)程中，伴隨出現(xiàn)2.38%的體積膨脹。這一結(jié)構(gòu)在室溫時(shí)保存下來(lái)。如果以后玻璃受熱就可能迅速出現(xiàn)a—B態(tài)轉(zhuǎn)變。如果這些雜物在鋼化玻璃受張應(yīng)力的內(nèi)部，則體積膨脹會(huì)引起自發(fā)炸裂。如果室溫時(shí)存在a—NIS，經(jīng)過(guò)數(shù)年、數(shù)月也會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變到B態(tài)，在這一相變過(guò)程中體積緩慢增大未必造成內(nèi)部破裂。
C．玻璃表面因加工過(guò)程或操作不當(dāng)造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷，易造成應(yīng)力集中或?qū)е落摶Ａё员?
�、阡摶Ａе袘�(yīng)力分布不均勻、偏移玻璃在加熱或冷卻時(shí)沿玻璃厚度方向產(chǎn)生的溫度梯度不均勻、不對(duì)稱。使鋼化制品有自爆的趨向，有的在激冷時(shí)就產(chǎn)生“風(fēng)爆”。如果張應(yīng)力區(qū)偏移到制品的某一邊或者偏移到表面則鋼化玻璃形成自爆。
�、垆摶潭鹊挠绊�，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)鋼化程度提高到1級(jí)/㎝時(shí)自爆數(shù)達(dá)20—25%。由此可見(jiàn)應(yīng)力越大鋼化程度越高，自爆量也越大。
