Методы упрочнения стекла.
Стекло является одним из самых востребованных и в то же время сложных материалов в мире. Обработанное стекло способно выдержать высокое давление, значительные перепады температуры и другие сложные условия эксплуатации.
Существуют два основных метода упрочнения стекла: Химическое упрочнение и термическая закалка. Оба метода предлагают уникальные преимущества для конечного изделия, но имеют существенные различия.
Химическое упрочнение.
Chemical strengthening.
В процессе химического упрочнения стекло погружают в ёмкость со специальным раствором, меняя состав которого добиваются требуемых характеристик материала для его применения. В результате сложного процесса происходит замена ионов натрия в стекле на ионы калия в растворе. Это позволяет получить стекло с уникальными свойствами, без видимых искажений. Химически упрочненное стекло необходимо ламинировать во избежание образования при разрушении длинных осколков. Химически упрочненное стекло можно резать после упрочнения, в отличии от стекла закаленного. Химическое упрочнение позволяет использовать стекло для сложных видов эксплуатации и в инновационных отраслях производства. К достоинствам данного способа можно добавить еще и возможность применения более тонкого стекла чем при закалке
Закалка стекла.
Glass Tempering.
При закалке стекло интенсивно нагревают и затем быстро охлаждают в соответствии с технологией(воздух, жидкость) В результате чего происходит сжатие поверхности и краев стекла, при этом создается чрезвычайно прочная поверхность.
При разбивании такое стекло рассыпается на множество мелких частиц, исключая в то же время появление крупных осколков.
Закаленное стекло нельзя подвергать механической обработке. Все отверстия и резку необходимо выполнить до его закалки.
Различают два вида закалки стекла-термоупрочнение и термозакалка.
Тепловая закалка
Heat Tempering
Когда стекло закалено, оно нагревается выше точки размягчения 600°C, затем стекло быстро охлаждается, создавая более сильное сжатие поверхности и краев стекла.
- Этот процесс закалки сделает стекло в 4 раза прочнее и безопаснее, чем отожженное или необработанное стекло. Закаленное стекло также с меньшей вероятностью разобьется в результате термического удара.
Процесс закалки может вызвать некоторые оптические искажения, поскольку исходная плоскостность отожженной стеклянной подложки слегка изменяется. Это искажение будет находиться в пределах установленных допусков и стандартов для процесса и не считается дефектом стекла.
Преимущества и характеристики термозакаленного (также называемого полностью закаленным) стекла:
- Обеспечивает более высокую термическую и механическую прочность, чем отожженное или термоупрочненное стекло.
- Механическая и термическая прочность примерно в 4 раза выше, чем у отожженного стекла.
- Закаленное стекло сохраняет обычные свойства отожженного стекла, включая химическую стойкость, твердость, расширение и прогиб. Он не сохраняет нормальных характеристик прочности и разрушения.
- Рисунок излома закаленного стекла представляет собой рисунок из мелких кубиков или частиц. Это считается гораздо безопаснее, чем часто большие острые осколки, которые могут образоваться в результате разбития отожженного или термоупрочненного стекла. Полностью закаленное стекло часто называют «защитным стеклом» из-за рисунка разлома.
- Может быть склонен к самопроизвольному разрушению.
Термоупрочнение стекла
Heat Strengthening
Термоупрочненное стекло подвергается более медленному процессу охлаждения, чем закаленное стекло, что приводит к более низкой прочности на сжатие. Термоупрочненное стекло примерно в 2 раза прочнее, чем отожженное или необработанное стекло. Термоупрочненное стекло обеспечивает лучшее качество поверхности по сравнению с закаленным стеклом, поскольку оно менее подвержено косметическим дефектам, которые могут возникнуть в процессе упрочнения.
Преимущества и характеристики термоупрочненного (низкозакаленного) стекла:
- Обеспечивает высокую механическую и термическую прочность по сравнению с отожженным стеклом.
- Имеет рисунок излома крупных кусков, очень похожий на рисунок отожженного стекла. Форма и размер зависят от приложенной нагрузки, причины разрушения, температуры стекла и т. д.
- Редко склонен к самопроизвольным поломкам в результате механической обработки или другой обработки кромок.
