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你的汽车玻璃为什么“裂而不碎”

发布日期:2017-04-21 12:42  来源:网络  作者:阿灿   浏览次数:561


大概很少有人去关注汽车的玻璃。大家普遍认为:汽车玻璃是汽车上最脆弱的部位,易碎、易裂,很多人还给自己的爱车投保了玻璃险,以减小玻璃破碎时自己的损失。其实,汽车玻璃也是有很多讲究的,比如它关系到隔音、隔热以及碰撞安全等,今天老侯就带大家一起来看看汽车玻璃的秘密。


汽车玻璃全称是“汽车安全玻璃”,它不仅要司机保证良好的视野,还要替司机和乘客遮风挡雨,为车内乘员提供良好的驾乘环境,更是汽车被动安全设施之一 。汽车玻璃要求具有良好的视线 、足够的强度 、意外事故时对乘员起到保护作用等功能,同时还要求具备耐磨性、耐热性、密封性和隔音性等性能。

汽车玻璃发展过程
在汽车发明后的二三十年间,汽车的数量很少并且以相当慢的速度运行,当时的汽车都没有安装挡风玻璃。为了防御恶劣的天气、昆虫以及其它路上飞溅的碎片,司机和乘客一般都使用护风镜。乘坐和驾驶环境都是非常的恶劣。


随着汽车机械性能的发展,车速变得越来越快以后,凌厉的风和飞溅的碎片打在驾驶者的脸上变成一个很严重的问题。为了减少这种麻烦,上世纪的二十年代,各汽车制造商在车上加了一块玻璃。这些最初的挡风玻璃由平板玻璃手工切割而成,但这种玻璃破碎的时候,会碎成大片危险的尖锐碎片伤害到乘员,所以这种挡风玻璃不符合安全要求。

1919年,美国著名企业家、福特公司创始人亨利·福特率先在福特汽车上安装夹层玻璃。夹层玻璃具有很高的强度和韧性,抗碰撞能力强,安全可靠。很快,夹层玻璃就成了汽车挡风玻璃的标准配置。

夹层玻璃
不知大家是否注意到,汽车挡风玻璃突然被异物击中时并不会像普通玻璃那样裂成碎片四处飞溅,而仅仅是出现一些裂缝。为什么汽车挡风玻璃有着明显优于普通玻璃的安全性能?这是因为汽车风挡玻璃使用的是夹层玻璃。

夹层玻璃是将一层或数层PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂胶片夹在两片或多片玻璃原片之间,经加热、加压粘合而成的一种复合玻璃制品。常用的夹层玻璃一般有3层。夹层玻璃具有很高的强度和韧性,抗碰撞能力强,安全可靠,透明度高。一旦破碎,内、外两层玻璃的碎片仍能粘结在PVB上,不会对人体造成伤害。PVB本身也具有较大的韧性,能吸收部分撞击能量,起到一定的缓冲作用,其承受高速冲击的强度要高于钢化玻璃。所以,前风挡玻璃多采用夹层玻璃,以对乘员起到安全保护的作用。夹层玻璃是汽车历史上一项伟大的发明,自从诞生以来,拯救了无数人的生命。

说来有趣,夹层玻璃这项伟大的发明竟然诞生于一次实验事故。1903年的一天,法国化学家爱德华·班尼迪克特斯(Edouard Benetictus)在自己的实验室工作时,失手将一个玻璃烧杯从高处跌落。他惊奇地发现,地上并没有出现无数的玻璃碎片,烧杯依然保持着大致完整的形状,只不过杯身上多出许多裂缝而已。

对此现象感到困惑的班尼迪克特斯叫来自己的助手询问,助手告诉他,这个烧杯中本来盛放的是一种高分子材料——硝化纤维的溶液,时间一久,溶剂挥发,在烧杯的内壁和底部留下了薄薄一层硝化纤维。由于这一薄层硝化纤维是透明的,助手一时疏忽,误以为烧杯已经洗干净,就放回架子上去了。班尼迪克特斯很快意识到,正是这一薄层硝化纤维发挥了作用,防止了玻璃碎片飞溅开来。

更巧的是,这次意外发生后不久,班尼迪克特斯在报纸上读到一篇文章。文章提到当时巴黎很多汽车事故中,破碎飞溅的挡风玻璃碎片会导致司机受到严重伤害。班尼迪克特斯立刻想到了那个涂了一层硝化纤维的烧杯,他意识到自己偶然之中的发现或许可以解决这个汽车安全的大问题。他回到实验室,在玻璃表面涂上各种高分子材料,然后将玻璃摔碎,观察碎片是否会飞溅。不久,第一块夹层玻璃就诞生了。起初,各大汽车制造商对他的发明并不是很感兴趣,但他们很快意识到夹层玻璃对于汽车安全的重要性。1919年,美国著名企业家、福特公司创始人亨利·福特率先在福特汽车上安装夹层玻璃,很快,夹层玻璃就成了汽车挡风玻璃的标准配置。

钢化玻璃
钢化玻璃是将平板玻璃或浮法玻璃加热到软化点附近之后骤冷而制成的高强度玻璃。图4是碎裂的钢化玻璃和普通玻璃的对比。可以看出,与普通玻璃破碎以后形成的锋利尖角相比,钢化玻璃破碎以后形成的细碎颗粒,大大降低了对人体的伤害。但钢化玻璃在存放和使用时,由于“内应力”的作用容易发生“自爆”现象,而且经碰撞以后,产生的裂纹网过于稠密,使玻璃碎片容易掉落,增大了乘员受伤的风险,所以区域钢化玻璃应运而生。区域钢化玻璃通过采用特殊的热处理方法控制钢化玻璃碎片的大小、形状及其分布区域,以避免二次事故的发生。钢化玻璃多用于后风挡玻璃、门玻璃和天窗玻璃。

区域钢化玻璃
区域钢化玻璃,一般用它做汽车的前风挡玻璃,安全性不如夹层玻璃,但对汽车厂家而 言成本较低。普通钢化玻璃是不宜做前风挡玻璃的,因为它破碎时会化为一堆碎末儿,像瀑 布一般泻落,阻断司机的视线,不利于应急处理情况。这样,一些中低档汽车就选用区域钢 化玻璃。当玻璃碎裂时,司机视野部分的玻璃会形成类似镜片大小的碎块,保证司机有一定的视野,防止二次事故的发生。

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