[揽瓜阁精读] 164. 钢化玻璃

Sophie_Lee

文章主旨：探究钢化玻璃破碎的原因
P1: 钢化玻璃破裂的例子
1999年8月Bishop Walk购物中心的钢化玻璃房顶在没有经历高温的情况下裂了。专家分析是硫化镍晶体在玻璃种导致的此次事故。

P2-3: 其他专家对于硫化镍导致玻璃破裂的看法
W认为：玻璃行业已经注意到了这个情况，但是他认为硫化镍晶体导致玻璃破碎的情况是很少发生的。然而， J认为他每个月都可以看到1-2起因为硫化镍晶体导致玻璃破裂的案例。其他专家也有相似的经历，认为W看到只是冰山一角。

P4-5:介绍钢化玻璃及制作过程
钢化玻璃用在很多地方，比如公交站窗户，许多建筑的墙壁和屋顶等等。这种玻璃是普通玻璃强度的5倍，如果破碎，会破碎成小方块，而不是一大片碎片。建筑师很喜欢用它因为做成透明的墙或者房顶和地板都很方便。
钢化玻璃是将普通玻璃在620度的高温下进行软化，使其内部结构进行膨胀，然后迅速冷却。这会导致钢化玻璃面板的外部结构在内部结构之前收缩和变硬。当内部结构最终收缩变硬时，内部会对外部结构产生拉力，使其处于永久压缩状态，并在玻璃内部产生拉力。因为裂缝是很容易在物质处于紧绷的状态下产生，所以玻璃表面的压缩力必须要在面板裂开钱进行克服，使玻璃更不容易破裂。

P6：介绍硫化镍对于钢化玻璃的影响
许多镍和硫经常出现在制作玻璃的原材料里，同时镍也会在融化玻璃的时候以镍合金的形式不小心掉入。当玻璃被加热，这些原子会高温形成镍化硫晶体。这些晶体会有两种形态。（1）一种是在高温下保持稳定的alpha阶段。（2）另一种是在室温下保持稳定的beta阶段。高温使所有晶体转变成了alpha阶段，但是冷却的速度太快使这些晶体没有办法转变成beta阶段。这就使玻璃中的硫化镍晶体一直以不稳定的alpha阶段在玻璃种存在，并时刻准备着从alpha阶段转变成beta阶段。（意思是，钢化玻璃制作完成后，处于室温，但玻璃里面的镍化硫晶体还是处于只在高温下稳定的alpha阶段，alpha阶段会随时有可能在室温下转变成beta阶段，导致钢化玻璃不稳定）

P7: 钢化玻璃的破裂时间难以估测
alpha阶段转化成beta阶段，晶体会膨胀4%。 如果镍化硫晶体处于钢化玻璃的中心，也就是面板最坚固的地方，阶段的转化会导致整个玻璃的破碎。玻璃破裂时间是很难估测的。有的时候在钢化玻璃制作完成的几个月后就会发生，有的时候要十几年的时间。D说最老的因为镍化硫晶体而破裂的钢化玻璃有27年之久。

P8： 只要发现一块玻璃因镍化硫问题而破裂，那么其他的玻璃可能也有相同的问题
有镍化硫问题的玻璃有多少很难通过技术手段而得之。一般杂质都不会只出现在一块玻璃上。如果一块玻璃因为镍化硫杂质而破裂，可能意味着有这个问题的玻璃不止这一块。J说在过去的几十年，有超过15个建筑，玻璃破裂数量都是双数。（意味着，一破裂就是俩，不可能只破裂一块）其中一个例子是在Waterfront Place.，40个街区都发生了钢化玻璃破裂事件，80块玻璃面板破裂。

P9: 替换玻璃昂贵且耗时
通过使用studio camera，专家发现有只少120块玻璃面板存在潜在破裂风险切需要更换。重新替换是很贵且费时间的，需要6个月才能完成。尽管原先的项目花了160万美元，替换玻璃需要花10倍的价格。

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看看

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本文通过一件事情为引，讲述了镍这种物质在钢化玻璃的形成过程中会严重损害钢化玻璃内部的受力结构，并且这种危害很难发现。

第一段单纯的引子，引出钢化玻璃内在的危害。
第二段提出一个观点，即这是少数现象。
第三段则对第二段观点进行驳斥，各种工程师亲身经历以及冰山理论论证这样的例子绝非少数。
第四段则具体论述为什么钢化玻璃如此受欢迎
第五段为讲述钢化玻璃的行成过程，以及抗打击的原因
第六七八段是科学背景，具体论述那种特殊的物质是如何破坏钢化玻璃的内部受力的
第九段说明这种危害的数量规模很难被发现，一个有问题，其他都可能有问题。
第十段举例，讲述一个受此影响最严重的案例。
第十一段说明更换是一个时间金钱耗费极大的工程

问题不大35

P1：由1999年的事故引出 钢化玻璃中的杂质结晶 会导致玻璃碎裂
P2-3：大部分人都认为玻璃碎裂是很常见的事故，甚至还有更多没有报道
P4-5：钢化玻璃的介绍：应用、制作过程（加热、冷却）
P6-8：介绍钢化玻璃会出现上述结晶物从而导致碎裂的原因。
      原材料和制作过程中都可能会掺入杂质。当玻璃加热时，这些杂质就会形成结晶。
      结晶有α和β两种。α在高温下稳定，β在室温稳定。
      加热的时候所有的晶体都转化为α形态，而快速冷却环节导致没来得及转换成β形态。这就导致玻璃里面留下了很多定时炸弹，不知道啥时候突然就转变成β（导致晶体体积扩大，如果晶体处在玻璃中间，这个压力就会导致玻璃碎裂）
出问题的时间不可预测。可能很短，可能很长。例子：27年。
P9-12：出问题的scale很难测量。当你发现一个有问题，很可能这一批都有问题。例子。

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看一下！               

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1：玻璃破碎的事例
2-3：专家对玻璃破碎原因（NS）的不同看法
4：钢化玻璃的实用，很多地方都有
5：钢化玻璃制造过程
6-8：在含有NS后，玻璃出现了结晶物（crystal），有alpha和beta两种形态。A在高温下稳定，B在室温下稳定；但那是因为降温过快，最后这些晶体没有全部转换成β，变得不稳定，可能很快爆炸可能很久以后爆炸（like定时炸弹）
结尾：举例，阐述问题的严重性和影响，且替换成本高

天菜超超超

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1. 1999年，英国特别炎热的一天，某商场一大片强化玻璃毫无征兆的粉碎掉落。P生产商的专家发现是在玻璃中的ns晶体颗粒导致这次事故。2. BW说玻璃生产商应该注意这件事，但这些情况非常少见。
3. 其他人不同意，BJ说他每个月都会看到一两起因次同样原因导致的事故。TW和SA说他们知道几百起这种事故。TF说我们知道的只是冰山一角，因为没人喜欢负面新闻。
4. 强化玻璃因为其强度高于普通玻璃，且不会破碎成尖锐碎片，而在日常生活随处可见。建筑师因为其巨大可以用来做天花板和地板而对其情有独钟。
5. 制造方法就是把普通玻璃加热使其结构扩张，然后迅速冷却。造成了外层先于内层定型，内层随后冷却收缩产生内部张力永久压缩态。外部挤压得到缓冲对抗抵消，使其更不容易破碎。
6. ns杂质通常存在与原材料中，而且很容易掉入融化态玻璃。再次被加热时，原子以0.1克比50000的比例转化为晶体。
7. 晶体两种形态，结构紧密的耐高温alpha，和室温下稳定的beta。因为冷却太快无法转化成bate的alpha很可能在高温下发生转变。
8. 因为反应时晶体体积膨胀4%， 因此在玻璃中心区释放的压力可以摧毁整个玻璃。发生时间从出厂后几个月至几十年都有可能，只要加热催化反应。GD说有出厂27年的玻璃破碎。
9. 有ns的玻璃范围很难统计。比如在一栋建筑的一块玻璃上检测处ns，那可能所有玻璃里都有。BJ说上个十年里有超过15栋建筑的破碎的玻璃是双数。
10. 90年完工的WP是最糟糕的例子，还没来得及找专家检验就已有80张强化玻璃破碎。摄影师用专业相机拍下每张玻璃，JB检查了每张玻璃。
11. 至少120张有安全隐患需要被更换。JB说这个事烧钱又费时，六个月花了近七百万镑才搞定，整楼换玻璃耗时可能要翻十倍。