航空玻璃為何自然破裂？老化/風(fēng)化/鹽浴“中毒”…

【中玻網(wǎng)】近期，《中國機(jī)長》的熱映，影片根據(jù)2018年5月14日四川航空3U8633航班組成功處置特情的真實事件改編，航班在執(zhí)行重慶-拉薩航班任務(wù)中，由于駕駛艙擋風(fēng)玻璃破裂，駕駛艙失壓、氣溫迅速降到零下40多攝氏度，多數(shù)自動化儀器失靈，副駕駛半個身子被吸出窗外……關(guān)鍵時刻機(jī)長全靠經(jīng)驗，緊急成功備降。影片驚險發(fā)生反應(yīng)，機(jī)長及機(jī)組人員沉著穩(wěn)重、臨危不亂、果斷應(yīng)對的高超技術(shù)水平和職業(yè)素養(yǎng)再次我們心生敬畏。

　　然而，影片的熱映也讓人們再次聚焦事件本身，造成這一幕幕險象的惡因--擋風(fēng)玻璃，是一種什么樣的材料？如何提高該玻璃的安全性？

　　大部分國家航空玻璃市場被較少數(shù)老牌玻璃公司高度壟斷，飛機(jī)風(fēng)擋玻璃的結(jié)構(gòu)由多層玻璃復(fù)合而成，我國多年來還沒有完成自主研發(fā)、生產(chǎn)航空玻璃的能力，每年僅從國外進(jìn)口用于更換飛機(jī)風(fēng)擋玻璃就需要花費(fèi)數(shù)億美元。航空玻璃的使用場景復(fù)雜，從海拔萬米到負(fù)千米，其氣壓、溫度、地貌、氣候變化都很大。航空玻璃由專門開發(fā)的高度度玻璃和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系透明材料復(fù)合而成，具備足夠強(qiáng)度，以承受飛機(jī)座艙壓力、氣動載荷、機(jī)體結(jié)構(gòu)載荷等；作為透明觀察窗，要具有良好的光學(xué)性能;具備抗鳥撞以及防冰除霧等功能。

　　航空玻璃材料必定是經(jīng)過非常嚴(yán)苛的破損安全驗證和疲勞驗證、測試,具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度才能夠被使用的。然而，為什么正常使用的航空玻璃，在高空會自然破裂呢？應(yīng)該說，是玻璃的安全性管理上出現(xiàn)了問題，安全性與強(qiáng)度是不同的兩個概念，應(yīng)該同時都得到足夠的重視。所謂的安全性指玻璃在使用的過程中，在沒有明顯外力的作用下，自我破裂的情況；在使用的過程中，受外界因素影響大，玻璃表面造成了不可恢復(fù)的缺點(diǎn)將觸發(fā)這一問題。

　　航空玻璃由多層化學(xué)強(qiáng)化玻璃復(fù)合而成，在玻璃中存儲大小不同的應(yīng)力形成的強(qiáng)化玻璃差異很大，當(dāng)應(yīng)力層高層度及應(yīng)力大小不足時，難以舒緩裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展，會導(dǎo)致整個玻璃強(qiáng)度不足；但設(shè)計的玻璃存儲能量的能力不足或存儲能量與能力不匹配時，在玻璃表面出現(xiàn)不可恢復(fù)的缺點(diǎn)時，會促進(jìn)玻璃的安全性快速下降，導(dǎo)致玻璃不再需要外力的情況下就會自我破裂、瓦解（見下面動圖）。因此要很好的控制強(qiáng)化玻璃的應(yīng)力穩(wěn)定和安全性閾值。

　　什么才是導(dǎo)致航空玻璃在使用過程中出現(xiàn)不可恢復(fù)的缺點(diǎn)的原因呢？航空玻璃長期受紫外線照射，導(dǎo)致航空玻璃夾層高分子材料老化；應(yīng)用場景惡劣造成玻璃表面微小劃痕；溫度變化造成熱脹冷縮；氣壓變化造成應(yīng)力分布變化；空氣對玻璃的侵蝕叫風(fēng)化...等等，這些都可能會導(dǎo)致觸發(fā)安全性的缺點(diǎn)。

　　因此，如何從源頭上提高玻璃在后續(xù)使用過程中抵御缺點(diǎn)的能力，保證化學(xué)強(qiáng)化玻璃強(qiáng)度的穩(wěn)定性則變得較其重要！玻璃是脆性材料，具有滯后特點(diǎn)的安全性比強(qiáng)度更重要！

　　提高玻璃抵御缺點(diǎn)的能力，要從玻璃的原材料入手，鋰鋁硅玻璃具有較高的表面硬度、彈性、較低的熱膨脹系數(shù)是航空玻璃的選擇；玻璃的化學(xué)強(qiáng)化離不開“鹽浴”，而鹽浴隨著不斷使用，從玻璃中釋放出來的“垃圾離子”也會越來越多，“垃圾離子”會大大降低玻璃化學(xué)強(qiáng)化的效果，即所謂的鹽浴“中毒”，導(dǎo)致玻璃批次之間強(qiáng)化性能呈逐批降低趨勢，為了清理化學(xué)強(qiáng)化的不穩(wěn)定，必須要有效地對離子交換鹽浴進(jìn)行管理。

　　深圳市東麗華科技有限公司開發(fā)并已在市場上廣泛應(yīng)用的GLKAILLY®（凱麗®）6鋰鋁硅玻璃，是世界上第二家商業(yè)化的鋰鋁硅強(qiáng)化玻璃，具有多項中國、美國、全部專利和全套自主知識產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了多項空白區(qū)域，能實現(xiàn)比高鋁硅玻璃高出3~4倍壓應(yīng)力高層度，可以大大抵御外來沖擊的破壞性作用，同時凱麗®6玻璃又是這款較安全的玻璃，擁有較高的安全閾值；

　　對于玻璃的安全性測試、評估方面，東麗華定義了獨(dú)特的評估方法，可以有效地評估、界定玻璃的安全性；

　　在保障強(qiáng)化玻璃強(qiáng)度產(chǎn)品批次穩(wěn)定性方面，深圳市東麗華科技有限公司擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的鉀寶®（Kmate®）產(chǎn)品，具有多項中國、美國、全部專利，是大部分國家首創(chuàng)的分子篩、離子篩陶瓷方面細(xì)分產(chǎn)品，可以及時有效提取鹽浴中的“垃圾離子”，使得鹽浴始終保持高純度，從而確保了產(chǎn)品批次之間強(qiáng)度的穩(wěn)定性。