钢化玻璃

从房屋、手机，到深海潜水器、卫星，玻璃无处不在。但是，作为脆性材料，它容易碎裂，锋利的碎片也易伤人。于是，钢化玻璃应运而生。“钢化”指的是什么？它有哪些优缺点？让我们通过这篇文章一探究竟吧！

钢化玻璃加工示意图

玻璃是一种非晶体混合物，其内部排列杂乱无章。这种结构特性使玻璃没有固定的熔点。

淬（cuì）火是一种材料的热处理工艺，多用于钢件加工，它能够大幅度提高钢件的刚性、硬度和耐磨性。人们根据钢件的淬火原理和玻璃的非晶体特性，创造了玻璃的钢化工艺。其大致过程如图所示：

经过了上述过程，钢化玻璃便具备了比普通玻璃应力值高数十倍的表面应力层，也因此获得了更安全的特性。这些特性主要体现在以下3个方面：

高强度。钢化玻璃的表面应力很大，能够抵消一定的外力，因此承载能力较高，其抗压强度是普通玻璃的3～5倍，抗冲击强度是普通玻璃的5～10倍，不易破碎。

热稳定性高。高应力值使钢化玻璃具有良好的热稳定性，它能承受的温差是普通玻璃的3倍，即便將200摄氏度的钢化玻璃放入0摄氏度的水中，它也不会破碎。

碎片颗粒度小，边角圆钝。当钢化玻璃受到外力冲击或内部应力发生很大改变时，它的应力平衡状态会被破坏，随之破碎。但它的碎片是像冰糖一样的小颗粒，不易伤人。

普通玻璃的碎片

钢化玻璃的抗压和抗冲击强度非常大，遇到危险需要破窗逃生时，用普通方法敲击其表面，很难成功。但是，钢化玻璃的边角部位应力相对集中，敲击这些部位较容易使其破碎。

生活中随处可见的玻璃，因科学而生，也因科学而被改良。不久的将来，它必将变得更加完美，让我们拭目以待。

钢化玻璃优点多多，但也存在一些缺陷：

无法被切割。由于钢化玻璃的应力处于平衡状态，切割会改变这种状态，进而使玻璃破裂，因此只能在钢化前先将玻璃加工成需要的形状。

钢化玻璃自爆 自爆点

钢化玻璃的应力斑   （供图/王立祥）

可能发生自爆（自己破裂）。由于钢化玻璃应力较大，一些因素（玻璃内部存在的缺陷）可能会使其应力状态发生变化，从而引起自爆。

外观缺陷。在钢化过程中，如果加热和冷却不够均匀，玻璃板面上就会产生不同的应力分布，从而引起光线的双折射现象，使玻璃的不同区域在某些特定的角度呈现不同的颜色和明暗变化，这就是钢化玻璃的应力斑。另外，钢化玻璃的生产过程还可能会引起玻璃变形，影响玻璃的外观。

（责任编辑 / 代竹蕊    美术编辑 / 韦英章）