浅谈(玻璃-钢化玻璃-夹层玻璃)的优缺点

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普通玻璃
是将矽砂、苏打及灰石一起放在高温炉子里混合熔化而成的。玻璃被击碎后会形成大小不一尖锐的碎片。


钢化玻璃
钢化玻璃、淬火玻璃或钢化玻璃(Tempered Glass) 是由退火玻璃经热处理而成。退火玻璃先被切割成所需的大小,打磨好边缘或钻好洞,然后进行强化处理。玻璃被放在滚筒桌上,推入超过退火温度摄氏600度的焗炉,然后以空气迅速冷却。玻璃表面被冷却至退火温度以下,快速硬化及收缩;而玻璃内部则在短时间内仍作流动。当玻璃内部收缩,会在表面造成压应力,玻璃外部则成张应力。
一般钢化玻璃比退火玻璃强四至六倍。原因是玻璃表面的轻微裂痕都会被应力所紧压,而内层可能出现裂痕的可能性亦较低。但是钢化玻璃亦有缺点。因为玻璃内的应力需要平衡,所以如果钢化玻璃上出现任何损坏或裂痕,整块玻璃都会碎成指甲大小,没有尖角的碎片。所以钢化玻璃要在进行强化处理前事先切割及打磨。钢化玻璃运用很广,除了家具外,也可制成大门、锅盖、汽车挡风玻璃等。钢化玻璃在建筑上的用途甚多,很多无框组件如玻璃门,玻璃幕墙等都经常使用强化破璃。需要负重的玻璃亦会采用钢化玻璃。
钢化玻璃碎裂时形成的碎片细小及呈圆型,令人受伤的机会较少。故此被视为安全玻璃之一。钢化玻璃被击碎后只会形成小颗粒,而不是尖锐的大块碎片。
但是钢化玻璃在受撞击时,会有可能出现突然爆裂,所以钢化玻璃不适用於某些场合下。钢化玻璃在数百年前已被发现,但当时并不知道其原理。17世纪时,英国的鲁伯特王子把熔解的玻璃液滴进水内造成玻璃珠。这种泪滴形的玻璃非常坚硬,就算以槌敲打也不会破碎。但是只要把玻璃滴尾部弄破,它便会突然爆碎成粉末。这种玩意还被带到朝庭上,用来戏弄人,称为「鲁伯特水滴」(Rupert's drop)。


夹层玻璃亦被称为「安全玻璃」或「胶合玻璃」
夹层玻璃是1903年由法国化学家爱德华·班尼迪克特斯(Edouard Benedictus)发明。他在做实验的时候无意在玻璃瓶内铺上一层硝化纤维素(Cellulose nitrate),之后发现玻璃瓶跌在地上时裂而不破。他想把有塑胶夹层的玻璃应用在汽车的挡风玻璃上,以减少汽车意外所造成的伤亡。最初汽车生产对他的发明不太感兴趣,最先使用这种发明的反而是第一次世界大战时所生产的防毒面具。到了1936年改良使用聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral, PVB)作为夹层后,夹层玻璃才在汽车上大行其道,之后更成为政府强制的安全标准。
现代的夹层玻璃是以两层或更多层的普通退火玻璃造成,中间的夹层多数仍是PVB。把PVB 放在两层玻璃之间,加热至摄氏70度左右,然后以滚轴把中间的空气压出,让PVB把两层玻璃紧黏在一起。一般的夹层玻璃是以两层3毫米的玻璃,中间夹上0.38毫米的夹层。总厚度为6.38毫米。亦可以用更多层、更厚的玻璃来增加强度。例如防弹玻璃即是用多层厚的玻璃夹成,总厚度可达50毫米。
当夹层玻璃上的玻璃被碎裂时,夹层仍然会把两层玻璃黏着,避免整块玻璃碎成可以伤人的碎片。夹层玻璃亦被称为「安全玻璃」或「胶合玻璃」。
夹层玻璃中间的PVB层亦令玻璃的隔音效果增加,且可阻隔99%以上的紫外线。
汽车的挡风玻璃都是夹层玻璃。但车上大部分其他的玻璃,例如侧面及后面的玻璃则是钢化玻璃。如果留心看,便会发现汽车的挡风玻璃遇碰撞后只会裂而不破。其他玻璃则会碎成小粒。