寧波小伙小張?jiān)谙丛钑r(shí)，浴室的鋼化玻璃門(mén)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(lái)好好地說(shuō)說(shuō)鋼化玻璃，順便學(xué)點(diǎn)與玻璃有關(guān)的生活常識(shí)。

　　鋼化玻璃是如何生產(chǎn)出來(lái)的

　　本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，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(qiáng)化效應(yīng)的是它獨(dú)特的制作工藝。

　　普通玻璃的制作過(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(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(bǔ)上一個(gè)強(qiáng)化的步驟，具體來(lái)說(shuō)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(diǎn)，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(guò)來(lái)呢？這主要是因?yàn)椴Ａ�兩�?cè)遇冷收縮時(shí)，所有表層的位置都將受到來(lái)自四面八方的擠壓，因此表層中會(huì)形成壓應(yīng)力層；而中心處因?yàn)槔鋮s較慢，來(lái)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(chǔ)著額外的能量，因此會(huì)形成“不安分”的因素。例如夏天西瓜豐收時(shí)，有些熟透的西瓜稍微遇到一點(diǎn)外力就會(huì)自己爆開(kāi)，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(qiáng)化的關(guān)鍵呢？

　　玻璃這種材料，有一個(gè)非常顯著的性質(zhì)，它對(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四周用框架支起來(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，下方受到的拉應(yīng)力也越來(lái)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(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。

　　鋼化玻璃真的會(huì)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(guò)這種平衡一旦被打破，巨大的內(nèi)應(yīng)力就將瞬間釋放，從最先發(fā)生破壞的薄弱點(diǎn)傳遞到整塊玻璃，使其迅速碎裂。

　　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，避免任何瑕疵的產(chǎn)生。

　　還有的薄弱點(diǎn)來(lái)自內(nèi)部，比如玻璃制造過(guò)程中存在的雜質(zhì)顆粒等。在沒(méi)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(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(甚至根本沒(méi)受到外力)，硫化鎳顆粒周圍的區(qū)域就常常會(huì)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(guò)程中，會(huì)對(duì)每一塊玻璃都進(jìn)行熱浸檢測(cè)，以此來(lái)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(lái)，存在硫化鎳的玻璃基本上經(jīng)不起這樣的折騰，都會(huì)自動(dòng)崩解。

　　不過(guò)，鋼化玻璃的崩解問(wèn)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(hù)措施，比如，給玻璃貼上透明有機(jī)物貼膜，即便玻璃崩解，碎渣也不會(huì)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(shí)并不是。

　　很多人都在電視上看過(guò)用大錘擊打鋼化玻璃的視頻，它們?cè)谥劐N之下仍然完好無(wú)損。但鋼化玻璃的強(qiáng)度級(jí)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(shù)脂、聚氨酯等，在實(shí)際制造過(guò)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(jī)物層，這樣玻璃在中彈后雖然會(huì)破碎，但產(chǎn)生的碎片并不會(huì)四下飛濺，而是在有機(jī)聚合物層的作用下，仍舊結(jié)合在一起。

　　總結(jié)來(lái)說(shuō)，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。為了實(shí)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(dá)到30毫米以上。不過(guò)，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，因此防彈玻璃的壽命大約都在3到6年。

　　(來(lái)源：科普中國(guó))