18新利最新登入汽车玻璃的工作原理

在20世纪早期，无马马车开始使用玻璃来保护司机免受强风的伤害。18新利最新登入然而，当时使用的标准玻璃并不能充分保护乘客免受飞溅碎片的伤害。如果有物体撞到玻璃，或者车辆卷入车祸，也会对车内人员造成危险事故．

1903年，法国化学家爱德华·本尼迪克特偶然发现了防碎玻璃的秘密，当时他掉了一个装满干胶甸薄膜的玻璃烧瓶。他发现涂上这种薄膜的玻璃开裂了，但仍保持着原来的形状。18新利最新登入然而，这种夹层玻璃直到20世纪20年代才被应用在汽车上[来源:时间]。

汽车制造商在挡风玻璃上使用夹层玻璃，以优化事故时乘员的安全，并在正常驾驶条件下保护乘客免受弹丸的伤害。尽管有这么多好处，但第一类夹层玻璃的抗穿刺能力有限。今天的夹层玻璃由一层薄薄的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)插入两层固体玻璃之间。

除了夹层玻璃，汽车制造商在20世纪30年代末开始使用钢化玻璃。这种类型的玻璃用于车辆的侧窗和后窗，通过加热和快速冷却过程来增强玻璃的外表面和核心，从而获得强度。

到20世纪60年代，美国公众越来越意识到汽车的设计不仅仅是外观。这种认识部分源于消费者十字军拉尔夫·纳德他的工作揭露了某些车辆所带来的危险，以及制定政府安全标准的必要性。作为回应，美国政府于1970年成立了国家公路交通安全管理局(NHTSA)，并于1966年由林登·约翰逊总统签署成为法律[来源:Zanona]。

从那时起，NHTSA实施了影响汽车安全所有领域的法规，包括汽车玻璃。一些联邦机动车安全标准(FMVSS)用于汽车玻璃包括:

现在我们知道了汽车玻璃是如何产生的18新利最新登入，让我们来看看它是如何制造的。

夹胶玻璃是在两片玻璃之间夹一层聚乙烯醇丁醛(PVB)制成的。玻璃和PVB由一系列压力辊密封，然后加热。这种压力和热量的结合通过化学和机械的方式将PVB粘结在玻璃上。机械键通过PVB的粘附性产生，而化学键是通过PVB与玻璃的氢键产生的。

插入的PVB层可以让玻璃在撞击时吸收能量，并使玻璃抵抗飞行弹丸的穿透。它还能偏转高达95%的紫外线(UV)从太阳．夹层玻璃可以打破和被刺穿，但它将保持完整，因为它的化学键与PVB。这种材料的密度还有助于转移道路噪音，并有助于降低车内噪音[来源:AIS玻璃]。

夹胶汽车玻璃的强度使其在汽车中发挥两个非常重要的功能。首先，它允许乘客侧安全气囊正确部署。驾驶员一侧的安全气囊往往会从方向盘上直接飞向驾驶员，但当乘客一侧的安全气囊展开时，它会从挡风玻璃上弹向乘客。一个安全气囊展开在30毫秒内每平方英寸的力约为5磅(2.3公斤)。挡风玻璃要吸收速度和力为了在事故中保护乘客的安全气囊。由于其强度，夹胶玻璃可以在事故发生时将乘客留在车内。在过去，由于挡风玻璃不够坚固，乘客可能会被弹出挡风玻璃，但今天的挡风玻璃提供了更多的安全性。

夹层挡风玻璃除了吸收展开的气囊的力量并将乘客留在车内外，还为车顶提供了力量。在翻车时，挡风玻璃可以防止车顶弯曲，完全压在乘客身上。如果没有夹层玻璃挡风玻璃的刚性和强度，许多屋顶在某些事故中会给乘客带来更大的风险。

如果你碰巧在挡风玻璃上发现一个小碎片，不要担心。你不需要出去更换整个挡风玻璃来保持它的强度。一些小的芯片可以快速、容易地修复挡风玻璃碎片修理套件．大多数汽车商店都有这种套件，价格在10到20美元左右，可以让你向故障部位注入树脂，清除故障区域的多余空气。一旦你修好了玻璃，你几乎不会注意到你的修补工作。尽快发现并修复芯片是至关重要的。如果放任不管，一个小的划痕很容易扩大，变成一个更大的裂缝，需要更昂贵的挡风玻璃更换。

钢化玻璃和夹层玻璃对车辆的安全同样重要，但在形式和功能上都有很大的不同。这种类型的玻璃用于车辆的周围窗户(也称为玻璃sidelites)和后窗(或backlite)．钢化玻璃是通过加热，然后通过鼓风机系统将玻璃迅速冷却到室温来制造的。

玻璃表面的冷却速度比玻璃中心快得多，并收缩，产生压应力，而玻璃中心因其温度而膨胀，产生拉应力。这是什么意思?想象一下，一块玻璃可以被拉或拉伸到一定长度(拉伸应力)，同时被向下推和压缩(压应力)。通过加热和冷却过程获得的拉应力和推应力赋予钢化玻璃拉伸和抗压强度。这两者之间的差异使玻璃的强度是原来的5到10倍。

典型的钢化玻璃的边缘非常脆弱。这部分是由于回火过程中冷却阶段热量的快速释放造成的。为了弥补这个较弱的区域，玻璃的边缘被磨细了。钢化玻璃破裂时，会碎成暗淡的小块。压应力和拉应力之间的差异是使玻璃以这种方式破裂在钢化过程中，玻璃的拉和推产生了大量的能量。当玻璃破碎时，这种能量被释放出来，导致玻璃碎成小碎片[来源:AIS玻璃解决方案]。

钢化玻璃由于其强度大，可以承受日常的使用汽车开车。如果没有它，我们的车每次遇到坑，遇到小车祸或关门时就会被玻璃填满。

现代汽车采用了比以往任何时候都多的玻璃，包括更大的挡风玻璃、天窗，甚至完全取代车顶的玻璃面板。因此，实力和安全标准必须跟上行业的步伐。这一领域的一个创新是大猩猩玻璃，是全球玻璃供应商康宁的专利层压材料。这种新型复合材料承诺比传统的层压挡风玻璃更坚固、更轻，也更耐用，可以抵御岩石碎片和冰雹的伤害。克莱斯勒和迈凯轮等制造商已经开始在他们的新工厂车型上使用大猩猩玻璃[来源:康宁]。

一些新车也变得越来越大全景玻璃安装在屋顶上，要么固定，要么有电动滑动装置。这些玻璃车顶可以让乘客在车内看到很好的风景，但它们也增加了重量、复杂性和制造成本[来源:AIS]。

欧洲玻璃制造商AGC也已开始实施镀银挡风玻璃,这有助于对抗极端炎热和寒冷的环境。在加热时，透明玻璃允许可见光通过，而嵌入的银颗粒则将红外光反射出机舱。AGC声称这一过程可以降低室内温度近60华氏度在大热天。在冬天，银还充当导电加热元件。这使得汽车的气候控制系统可以加热整个挡风玻璃并融化冰，而不需要侵入性电线。2017年在美国，大众汽车开始提供“银色”服务作为其许多欧洲市场车型的一种选择。

汽车玻璃不仅仅是为了安全和舒适而设计的。玻璃制造商和汽车制造商也在努力寻找回收玻璃的途径。由于化学处理和塑料的使用，钢化玻璃和夹层玻璃等复合材料在历史上一直难以回收。18新利最新登入然而，汽车制造商和玻璃供应商已经开始引入挡风玻璃的回收计划，使用专门的机器可以将纯玻璃从合成成分中分离出来[来源:汤普森]。

玻璃制造商不断探索新的想法，使玻璃更坚固，更安全，更适合新车辆。你可能不会想太多，但如果没有现代钢化玻璃和夹层玻璃，我们的汽车就不会像现在这么安全。

最初发表于2009年7月16日