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近日網(wǎng)上一則關(guān)于鋼化玻璃自爆的新聞引起了大家的熱烈關(guān)注 , 其實(shí)鋼化玻璃的自爆現(xiàn)象并不特別罕見 , 只是可能沒給大家留下比較深刻的印象 , 我們在《弄傷全網(wǎng)最帥小張的鋼化玻璃 , 怎么就自爆了?》解釋過了鋼化玻璃是如何自爆的 。

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這種現(xiàn)象不罕見并不代表不可怕 , 小編瑟瑟發(fā)抖地整理了一些生活中可能遇到的爆炸行為以及有效的預(yù)防措施和解決方案 。
No.1 鋼化玻璃自爆
鋼化玻璃 (Tempered glass) 并不是加了鐵元素的玻璃 , 而是由普通玻璃經(jīng)過熱處理冷卻制成的 。玻璃先被切割成所需形狀 , 然后將其置入焗爐使玻璃變軟 , 再吹入空氣使玻璃表面迅速冷卻、硬化、收縮;而玻璃內(nèi)部則在短時(shí)間內(nèi)仍是流動狀態(tài) 。當(dāng)玻璃內(nèi)部冷卻后 , 會在表面造成壓應(yīng)力 , 玻璃內(nèi)部則成拉應(yīng)力 。一般鋼化玻璃比普通玻璃的強(qiáng)度高4-6倍 , 因?yàn)殇摶AП砻娴妮p微裂痕都會被應(yīng)力所緊壓 , 而內(nèi)層出現(xiàn)裂痕的可能性也較低 。

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被子彈擊中的魯珀特之淚
最早是由英國魯珀特王子把溶解的玻璃液滴進(jìn)水內(nèi)造成玻璃珠 , 得到了魯珀特之淚 , 我們在《子彈打不碎的玻璃 , 我能掰碎?》中介紹過這個(gè)神奇的玻璃 , 它的頭部非常堅(jiān)硬 , 連子彈打中它都不會碎 , 而尾部非常脆弱 , 輕輕一掰就會碎成一片 。

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一掰就碎的魯珀特之淚
相較于普通玻璃破碎后產(chǎn)生的大塊尖銳片狀碎片可能造成大范圍割傷或是刺入人體深處 , 鋼化玻璃產(chǎn)生裂痕碎掉會形成類似蜂窩狀的鈍角小顆粒 , 不易對人體造成嚴(yán)重的傷害 , 其實(shí)相對更安全一些 。
自爆原因
鋼化玻璃在一定條件下(如溫度驟降)可能會發(fā)生自爆 , 因?yàn)椴Aе械牧蚧嚢l(fā)生相變使鋼化玻璃某處體積膨脹應(yīng)力失衡導(dǎo)致爆炸 , 也有文獻(xiàn)指出是單質(zhì)硅導(dǎo)致的自爆 , 還有可能是可見缺陷如結(jié)石、沙粒、氣泡、缺口、劃傷等引起的自爆 , 普通的鋼化玻璃自爆率在0.1~0.3% 。

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自爆的鋼化玻璃 | 來源:sohu
防護(hù)措施
在可以挑選鋼化玻璃的情況下 , 請購買符合國家標(biāo)準(zhǔn)的帶有3C認(rèn)證標(biāo)志的鋼化玻璃;檢查其是否有雜質(zhì)顆粒、裂痕、崩邊等;運(yùn)輸過程中也要避免受到尖銳的金屬撞擊;安裝時(shí)應(yīng)避免使其扭曲、不配位等不規(guī)范操作 。

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最重要的是確定鋼化玻璃是否貼了防爆膜!安全防爆膜一般是高性能聚酯薄膜 , 會使自爆的顆粒黏在膜上 , 而不至于使人受傷 。

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貼了防爆膜的玻璃 | 來源:sohu
No.2 鋰離子電池自燃
在中國新能源汽車分純電動汽車、插電混合動力汽車、燃料電池汽車三類 , 這三類車型在購置時(shí)可獲取補(bǔ)貼 , 且出行便利(如北京地區(qū) , 純電動汽車不限號限行等) , 獲得了不少消費(fèi)者的青睞 。
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車相比 , 具有
排放低、運(yùn)行平穩(wěn)、幾乎無噪聲和振動、能源效率高、省錢、減少對石油資源的依賴等優(yōu)勢 , 然而隨著新能源汽車的大規(guī)模推廣 , 電動車自燃或爆炸的新聞報(bào)道也越來越多 , 讓大家不僅有些顧慮 。

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上海一輛特斯拉電動汽車自燃
為什么是鋰離子電池?
由于鋰離子電池具有
高能量密度、輸出功率大、無記憶效應(yīng)、低自放電、工作溫度范圍寬、充放電速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、軍用產(chǎn)品、航空產(chǎn)品等 。目前電動車電池主要使用鋰離子電池 。
鋰離子電池與鋰電池并不是同一種電池 , 鋰離子電池是充電電池 , 而鋰電池是一次電池 , 我們曾經(jīng)在《關(guān)于鋰離子電池 , 你所不知道的一些事兒》中也詳細(xì)介紹過 , 2019年的諾貝爾化學(xué)獎頒給了為鋰離子電池的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家 。

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2019年諾貝爾化學(xué)獎得主們
起火原因
其實(shí)鋰離子電池起火是個(gè)很極端的現(xiàn)象 , 但新能源汽車自身帶著某種流量 , 曝光度很高 , 才會引起大家的特別關(guān)注 。一般情況下電動車起火都是由于鋰離子電池?zé)崾Э卦斐傻?。鋰離子電池汽車起火原因可以概括為以下三類[4]:
1 機(jī)械電氣問題
【火焰玻璃在哪刷 火焰玻璃怎么得】如碰撞、穿刺、浸水、引燃等 。碰撞會導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞或外殼破損 , 嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致鋰離子電池的電極暴露在空氣中;穿刺會導(dǎo)致隔膜破損 , 導(dǎo)致內(nèi)部短路;浸水后若水進(jìn)入電池 , 會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng) 。
2 電化學(xué)和產(chǎn)品質(zhì)量問題
比如過充過放、過熱、內(nèi)部短路 。過充過放容易造成膨脹鼓包、電極析鋰刺破隔膜等;過熱可能由于熱管理失效引起 , 短時(shí)間內(nèi)電池釋放大量熱量導(dǎo)致熱失控;內(nèi)部短路則是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)破損引起 。
3 廠商和消費(fèi)者的問題
如廠商為了減少成本 , 降低生產(chǎn)安全要求 , 偷工減料 , 防護(hù)措施不到位 , 或是為了追求補(bǔ)貼 , 縮短電池產(chǎn)品測試驗(yàn)證時(shí)間 , 技術(shù)驗(yàn)證周期偏短導(dǎo)致了技術(shù)驗(yàn)證不足、工程解決方案不成熟 。而消費(fèi)者私自改裝 , 使用和保養(yǎng)不當(dāng) , 也會增加電池著火風(fēng)險(xiǎn) 。
防護(hù)措施
遇到鋰離子電池著火 , 我們可以使用特斯拉 (Tesla) 的推薦方案來自救:
1 如果遭遇小火災(zāi) , 火焰沒有蔓延到高壓電池部分 , 可以采用二氧化碳或ABC干粉滅火器滅火 。
2 在檢查火情的時(shí)候 , 不要與任何高壓部件接觸 , 始終使用絕緣工具進(jìn)行檢查 。
3 如果高電壓電池在火災(zāi)中彎曲、扭曲、損壞等變得不成樣子 , 或者懷疑電池出現(xiàn)問題 , 那么消防用水要有足夠的量 。
4 電池著火可能需要24小時(shí)才能完全撲滅 。使用熱成像攝像頭 , 可以確保高電壓電池在事故結(jié)束前完全冷卻 。如果沒有熱成像攝像頭 , 就必須警惕并監(jiān)控電池是否會復(fù)燃 。冒煙表示電池仍然很熱 , 監(jiān)控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時(shí)之后 。
No.3 粉塵爆炸
粉塵燃燒(Dust combustion)指懸浮在封閉或局限空間中或戶外環(huán)境的可燃粉塵顆粒發(fā)生燃燒 , 如果在封閉環(huán)境中 , 可燃顆粒或局限在大氣或是氧分子等其他合適的氣體介質(zhì)中分散濃度足夠高 , 可能會產(chǎn)生更劇烈的粉塵爆炸 。粉塵爆炸常被特效藝術(shù)家、電影工作者和煙火設(shè)計(jì)師使用 。

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彩色粉塵爆炸
燃燒或爆炸原因
基本上當(dāng)細(xì)粒固體物質(zhì)分散懸浮在空氣中就有可能被點(diǎn)燃 。包括糧食(谷物、飼料、面粉、奶粉、糖)、粉末狀金屬(鋁、鎂、鈦) , 還有木屑、紙屑、染料、顏料、合成橡膠等 。面粉廠、鋸木廠、糖廠在加工過程中排放的屑 , 尤其是滾動、展開、被切割成薄片的情況下 , 并處于封閉的廠區(qū) , 在世界各地都有爆炸發(fā)生 。

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面粉粉塵燃燒
面粉是我們?nèi)粘I钪惺殖R姷氖澄镌?nbsp;, 這類碳水化合物屬于可燃物 ,
揚(yáng)起粉塵時(shí)與空氣的接觸面積變大 , 具有非常大的表面積質(zhì)量比 , 只需要一點(diǎn)兒火源 , 就會迅速燃燒 , 從而發(fā)生爆炸 。“摩絲”這種頭發(fā)定型劑也有一定的爆炸風(fēng)險(xiǎn) , 首先它是一個(gè)小型高壓容器 , 遇熱源容易膨脹爆炸 , 要存放于陰涼處;使用時(shí)噴出的原料中含有易燃的酒精或其他可燃?xì)怏w , 需要遠(yuǎn)離火源、吹風(fēng)機(jī)等;也要避免摔砸和尖銳物體碰撞 , 以防出現(xiàn)裂口而爆炸 。
防護(hù)措施
美國消防協(xié)會(National Fire Protection Association)針對可燃性粉塵的最佳控制措施包括:
增濕除塵、降低氧化劑濃度、爆燃時(shí)通風(fēng)、爆燃壓力容器、抑制爆燃、通過滯塵和火焰墮裝置在爆燃時(shí)通風(fēng) 。在粉塵燃燒時(shí) , 可用噴霧法將空氣的相對濕度提高到65%以上 , 既可以減少粉塵飛揚(yáng) , 還可以吸收粉塵燃燒產(chǎn)生的熱量 , 增加空氣和粉塵的導(dǎo)電性能而減少靜電 , 水蒸氣占據(jù)空間能稀釋氧含量 , 而且水分增加了粉塵的凝聚沉降 , 使爆炸濃度不易出現(xiàn) 。
No.4 可燃?xì)怏w爆炸
可燃?xì)怏w本身就可以燃燒 , 是生活中不可或缺的能源 。它們分布在空氣中 , 可能會發(fā)生爆炸也可能會很快停止燃燒 , 這取決于氣體在空氣中的濃度 。當(dāng)氣體濃度太低 , 沒有足夠燃料來維持爆炸便會停止;當(dāng)氣體濃度太高 , 沒有足夠氧氣可供燃燒也會停止 。氣體只有在一定濃度范圍內(nèi)才可能引爆 , 濃度界限分別為爆炸下限和爆炸上限 , 慣以空氣體積百分比表示 。

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部分氣體的爆炸限度 | 來源:wiki
防護(hù)措施
由于生活中天然氣、煤氣、下水道的沼氣、汽油、酒精都可能彌散在空氣中遇明火而引起爆炸 , 最好的方式是進(jìn)行通風(fēng)處理將其濃度稀釋 。也可以加入惰性氣體或其他不易燃的氣體來降低濃度 。在電影《信條》中避免火災(zāi)采用的就是使用不易燃?xì)怏w滅火 。在排放氣體前 , 可以用滌氣器、吸附法來清除可爆的氣體 。
小編結(jié)語:生活中雖然有很多潛在的危險(xiǎn) , 我們除了關(guān)注這種新聞以外 , 更需要利用科學(xué)的知識做好防護(hù) , 保護(hù)自己與他人的安全 。
參考資料:
[1] 強(qiáng)化玻璃
[2] 如何辨別鋼化玻璃破碎原因 , 你只要知道這兩點(diǎn)就夠了
[3] 鋰離子電池起火應(yīng)該怎么滅火?
[4] 鋰離子電池著火的原因有哪些?
[5] 粉塵燃燒
[6] 爆炸極限
【互動話題:你所知道的有效避免危險(xiǎn)的方法有哪些?】
請大家嚴(yán)格按照互動:話題內(nèi)容的格式在評論區(qū)留言參與互動 , 格式不符合要求者無效 。
截止到 9月30日 18:00 , 點(diǎn)贊數(shù)排名第2、4、6、8、10名的朋友將獲得我們送出的中科院物理所×南方周末 聯(lián)名系列T恤一件 。
*本活動僅限于微信平臺
編輯:小林綠子
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