【聯合報╱本報記者蔡永彬、鄭朝陽】民國101年6月4日
(強化玻璃具裂縫不易擴大特性，最怕單點撞擊。)
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在塑化劑風暴過後，許多民眾改用玻璃容器裝食物。
然而，許多容器商標榜的「強化」玻璃並不等於「耐熱」玻璃，
貿然拿來微波、加熱可能有爆裂危險。
美國消費者報告指出，從前年到去年6月，
美國發生145起強化玻璃爆裂意外；
台北市政府衛生局也將建議衛生署考慮規範玻璃食器必須標示注意事項。
台灣師範大學化學系教授吳家誠說，
「強化」玻璃指的是「耐撞擊」，並不是「耐高溫」，
他建議微波加熱要選用耐熱溫度超過400℃的耐熱玻璃。
另外他也提醒民眾，如果玻璃容器有裂痕，或剛從冷凍庫拿出來就加熱，
承受溫差太大也有可能爆裂。
人類製造、使用玻璃已經有2500年的歷史。
玻璃的成份中含有很多二氧化矽，氧和矽是地殼中元素含量的前2名；
一般的玻璃是將
矽砂（二氧化矽）、蘇打（碳酸鈉）
和石灰石（碳酸鈣）混合放進高溫爐裡，熔化後再急速冷卻而成。
大同大學材料工程學系教授徐錦志指出，
玻璃的製造過程中從高溫快速冷卻，
此時它內部的原子「來不及」排列整齊；所以玻璃看起來像固體，
但原子排列方式還是保持在液體時的結構。
他提到，從側面看窗戶會發現玻璃帶點黃綠色，
是因為玻璃原料中的雜質加了鐵離子所造成。
聯合大學理工學院院長楊希文表示，
玻璃是一種「脆性材料」，遇到外力會裂開，
工業技術上不斷把玻璃「強化」。
他說，物理強化的方式
是將處於高溫的玻璃液體用幾分鐘的時間強力冷卻，
玻璃外層產生「壓應力」向內、內層有「張應力」向外；
兩股力量讓整片玻璃變得「強壯」許多，
即使有小裂縫，會受到玻璃表層壓應力的抑制，也不容易擴大成長。
楊希文解釋，化學強化的方式是將玻璃浸入熔融狀的液態硝酸鉀，
玻璃中的一些鈉置換成鉀也可以變強。
他提到，物理強化讓玻璃承受較大的溫度差異，有可能變形，
所以電子產業用的玻璃多半採用化學強化。
至於耐熱玻璃通常指的是加入氧化硼（含量約10％）的玻璃，
實驗室中常見的「Pyrex」玻璃就是其中一種產品名稱。
耐熱玻璃和強化玻璃並不一樣，它受熱時較不容易膨脹，
而能抵抗微波爐加熱時的「熱震」（thermal shock）。
徐錦志說，
兩層或多層玻璃板中間嵌入特殊的無機防火膠夾層，可作為防火玻璃。
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玻璃解析／Low-E玻璃可節能 隔熱不損透光性
油電雙漲，想節能減碳，不能不知低輻射鍍膜（Low-E）玻璃。
Low-E玻璃既能阻隔太陽光的紅外線、紫外線所產生的熱能，
又能保持良好透光性，因應建築物適當開窗採光的需求，
減少冷氣空調的耗電，也解決採光和隔熱的矛盾。
台灣玻璃公司平板專案部經理林峻毅指出，
和強化玻璃或防彈玻璃不一樣，Low-E玻璃不特別在玻璃添加其他材料，
強化玻璃的耐衝擊力，
而是用普通的清玻璃，採「三明治」式的複合層組合，
透過金屬鍍膜和空氣層，阻擋日照的輻射熱和傳導熱，達到節能的效果。
台玻企畫部經理黃中青表示，
太陽光能量中，紅外線與可見光約占98％的熱量，紫外線和其他射線約2％。
LOW-E玻璃可阻擋7成以上的紫外線及7~8成的紅外線，
但讓大部分的可見光穿透，透光度高達60~70％，
兼具採光和隔熱效果，
但阻擋率和透光率視鍍膜材質和玻璃組合方式而定。
林峻毅表示，Low-E用兩片清玻璃，中間夾一道空氣層。
從室外數來第二面玻璃上鍍上銀或錫，
利用金屬導電性越高、熱能越不易穿透的特性，
把日照的紅外線、紫外線熱能擋住，
達到隔熱效果，但不影響可見光穿透。
依導電性高低排名，分別是金、銀、銅、鐵、錫。
但金價昂貴，甚少用在民生工業上，退而求其次採用便宜的銀和錫；
銅則較少用在鍍膜上，主要考慮是顏色不被市場接受。
林峻毅說，台灣位於亞熱帶，建築開窗的隔熱任務要阻擋「傳導熱」。
前者是阻擋日照輻射熱，並設法讓整片玻璃、窗框因日照曬熱後，
熱能不傳進室內，影響空調耗電，也就是降低熱傳導率（u值）。
因此，Low-E先在外層玻璃的內裡鍍膜反射太陽的紅外線等輻射熱，
接著在兩片玻璃中間設計空氣層，
甚至灌入氬氣等惰性氣體，阻止熱能往室內入侵。
林峻毅解釋，惰性氣體的分子比一般氣體不活躍，
「好比鵝卵石和乒乓球的差別」，
日照下的惰性氣體分子像鵝卵石般不動如山，不像乒乓球輕拍就活蹦亂跳。
Low-E還要對付「對流熱」。
林峻毅表示，Low-E的空氣層得寬薄適中，
如果太寬，（未加惰性氣體）空氣層會產生熱對流，
開窗部位多了熱源；如果太薄，熱傳導的機率高，喪失做空氣層隔熱的美意。
目前歐盟、美、日、中國大陸都大規模採用Low-E玻璃作為建築開窗建材，
但寒帶國家的隔熱需求和亞熱帶國家相反，
冬天防止室內暖氣流失是主要考量。
林峻毅說，寒帶國家的Low-E金屬鍍膜要擺在外面數來第三層，
也就是內層玻璃的外側，為室內暖氣絕緣。
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玻璃解析／加入高分子材料 玻璃碎裂不傷人
玻璃種類越來越多，除了顏色多變，用途也更多樣化。
聯合大學理工學院院長楊希文指出，
現在的玻璃工業具備「複合材料」概念，利用玻璃結合高分子材料，
讓它可以承受更強大的外力衝擊，也能保護使用者的安全。
楊希文說，公車、火車、高鐵等大眾運輸工具的車窗都用「強化安全玻璃」，
以免在行車時因意外碎裂、傷害乘客。
楊希文表示，「強化」玻璃只是耐衝擊的強度變高，但還是會破。
像公車車窗的4個角落會標示「敲擊點」，旁邊附上尖鎚，
緊急情況時對準用力敲下去，還是可以把玻璃打破。
大同大學材料工程學系教授徐錦志說，
「安全」玻璃是在玻璃中加入高分子材料，
玻璃碎裂後會變成顆粒狀，不會割傷人。
玻璃產品之中，防彈玻璃是非常特殊的一種。
徐錦志表示，防彈玻璃有很多層，
主要包括玻璃和一種名為「聚碳酸酯」的塑膠，
兩者經高溫、高壓後以樹脂接合成層狀，塑膠層被包在玻璃層中。
玻璃層硬、質地脆，塑膠層軟、質地韌，兩者合作把高速行進的子彈擋下來。
防彈玻璃分成「單向」和「雙向」。
徐錦志解釋，單向防彈玻璃是指某一面的防彈效果好，另一面稍差；
例如車輛的防彈玻璃大多是單向，外人開槍打不進來，裡面的人可以「還擊」；
軍、警的防彈盾牌則是雙向，防護效果更好，
也因為他們手伸到盾牌外開槍還擊，
不需要像坐在車裡還擊時得打穿玻璃。
徐錦志指出，以車用的單向防彈玻璃為例，
玻璃「硬層」在外、塑膠「軟層」在內。
當外界的子彈飛過來時，先碰到硬層，此時玻璃雖然裂開，但把子彈的動能分散；
所以子彈再碰到軟層後會被擋下來、卡在玻璃上面。
另一方面，當車內的人還擊時，子彈能量還沒散開，
可以穿透軟層，之後它碰到較脆的硬層時，
雖然能量有些分散，也比較容易穿透出去。
楊希文補充，如果注意媒體的車禍、槍擊新聞，
即使車輛前擋風玻璃上滿是裂痕，玻璃也不會散開，這是為了保護駕駛人。
另外，徐錦志說，現在還有一種「節能玻璃」，可以控制光線進出；
例如擋住紅外線、紫外線，不傷害室內的人，而讓可見光穿透，使室內明亮。
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玻璃解析／必學單字大閱兵
glass 玻璃
tempered glass 強化玻璃
borosilicate glass 耐熱玻璃
bullet-proof glass 防彈玻璃
low emission glass 低輻射玻璃
延伸閱讀
《玻璃結構手冊（第二版）》／ Christian Schittich等編著，
任錚鉞、曹倫譯／大連理工大學
《玻璃材料手冊》／王承遇、陶瑛主編／化學工業
《玻璃如何改變世界》／Alan Macfarlane、Gerry Martin著
，黃世毅譯／商周
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商用玻璃陶瓷特性差異
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