Impactinator® glas

Forstærket glas

Varmebehandling: Hvor det udglødede glas udsættes for en særlig varmebehandling, hvor det opvarmes til ca. 680 °C og derefter afkøles.

Kemisk styrkelse: Glasset er dækket af en kemisk opløsning, der giver en højere mekanisk modstand. Kemisk forstærket glas har lignende egenskaber som termisk behandlet glas.

Kølehastigheden påvirker direkte glasets styrke. Den regelmæssige proces med afkøling - eller udglødning - floatglas resulterer i en langsom hastighed. Stærkere glas kan produceres ved at ændre kølehastigheden. To typer stærkere glas er:

• Varmeforstærket glas
• Hærdet glas

Varmeforstærket glas afkøles hurtigere end almindeligt udglødet glas. Hærdet glas afkøles igen hurtigere end varmeforstærket glas. En anden måde at styrke glas på er at bruge mere end en lite glas i applikationen. Lamineret glas består af to eller flere liter glas, der er forbundet med et lag plast.

I mange moderne bygninger skal glasset være så stærkt som muligt. Tre grundlæggende grunde til at styrke glas er at:

• Forøg vindbelastningen
• Forøg slagfastheden
• Bekæmp termisk stress

Arkitekter og designere skal overveje vindens kraft på en bygning eller installation, når de vælger glas. Vind får glas til at afbøje. Denne afbøjning belaster ikke kun selve glasset, men hele glassystemet: rammen, pakningerne og tætningsmidlerne.

Slagfasthed er tæt forbundet med vindbelastning, fordi vinden bærer ting som haglsten, støv, små sten og andet affald. Under tornadoer og orkaner bærer vinden mange større genstande.

Når glas opvarmes, udvides det. Den midterste del af en lite bliver varmere og udvider sig med større hastighed end kanterne. Spændingerne på kanterne er normalt større i midten af hver kant og falder mod hjørnerne. Ubalancen belaster kanterne. Dette kaldes termisk stress. Kantstyrken af lite bestemmer derfor i høj grad dens evne til at modstå brud. Rene kanter giver den største kantstyrke. Dette er især afgørende med varmeabsorberende glas. Et veldesignet glassystem reducerer også belastningen på glasset.

Varmeforstærket glas fremstilles ved at opvarme udglødet glas ensartet og derefter afkøle det langsommere end hærdet glas. Karakteristika omfatter:

• Er ca. dobbelt så stærk som almindeligt udglødet glas af samme størrelse og tykkelse.
• Er mere modstandsdygtig over for vindbelastning og stød end almindeligt udglødet glas, men mindre modstandsdygtigt end hærdet glas.
• Frakturer i store, takkede stykker, der ligner udglødet glas.

Varmeforstærket glas bruges generelt i højhuse for at hjælpe glasset med at modstå termisk belastning. Det bruges også til fremstilling af spandrelglas. Spandrel glas er uklart glas, der bruges i ikke-visionsområder. Fordi varmeforstærket glas bryder i store takkede stykker, kvalificerer det sig ikke som et sikkerhedsglasmateriale. Alle bygningsreglementer kræver sikkerhedsruder til brusedøre, erhvervsdøre og butiksfacader af sikkerhedsmæssige årsager.

Glas får betydelig styrke fra hærdning. En lite af hærdet glas er omkring fire gange stærkere end en lite af udglødet glas af samme størrelse og tykkelse. Karakteristika omfatter:

• Det eneste kendetegn ved det udglødede glas, der påvirkes af hærdning, er dets bøjnings- eller trækstyrke:
• Hærdning øger glassets trækstyrke.
• Dette gør hærdet glas bedre i stand til at modstå de kræfter, der er forårsaget af varme, vind og stød.
• Temperering ændres ikke:
• Det udglødede glas' farve, kemiske sammensætning eller lystransmissionsegenskaber.
• Dens kompressionsstyrke (glassets evne til at modstå knusekræfter)
• Den hastighed, hvormed glasset leder og transmitterer varme.
• Den hastighed, hvormed glasset udvider sig, når det opvarmes.
• Stivheden af glasset.

Hovedårsagerne til at bruge hærdet glas er:

• Hærdet glas, når det brydes, er designet til at knuse til terningformede partikler. Det kvalificerer sig derfor som et sikkerhedsglasmateriale.
• Hærdet glas giver større styrke mod afbøjning og dermed bedre modstandsdygtighed over for vindens kraft end varmeforstærket glas. Det er mere effektivt, hvis det placeres i et veldesignet, overordnet glassystem.
• Hærdning øger glassets evne til at overleve påvirkningen af genstande, der kan ramme bygningen. Når hærdet glas går i stykker, splintres det i små terninger, hvilket reducerer sandsynligheden for alvorlig skade ved stød.
• Temperering øger en lites kantstyrke. Således specificeres hærdet glas, når designere forventer høje termiske belastninger.

Hærdet glas fremstilles ved ensartet opvarmning af udglødet glas. Glasset kan være fra 1/8" til 3/4" tykt. Det udglødede glas afkøles derefter hurtigt ved at blæse luft ensartet på begge overflader på samme tid. Dette er kendt som luftslukning. Hurtig afkøling øger kompressionskræfterne på overfladen og spændingskræfterne inde i glasset. To processer bruges til at temperere glas:

• Lodret hærdning
• Vandret hærdning

I lodret hærdning bruges tang til at suspendere glasset fra sin øverste kant. Den bevæger sig lodret gennem ovnen på denne måde. Ved vandret hærdning bevæger glasset sig gennem ovnen på rustfrit stål eller keramiske ruller. Af de to processer er vandret temperering den mere almindelige. Hærdet glas identificeres ved en permanent etiket, kaldet bugten, som placeres i hjørnet af hver hærdet lite. Hærdet glas kan ikke skæres, bores eller kantes. Disse processer skal udføres på glasset inden hærdning.

Lamineret glas, undertiden kaldet "lami", fremstilles ved at placere et lag polyvinylbutyral (PVB) mellem to eller flere glasliter. PVB kan være klar eller tonet og varierer almindeligvis i tykkelse fra .015" til .090", men den kan være så tyk som .120" til specielle applikationer. Hele enheden smeltes derefter under varme og tryk i en speciel ovn kaldet en autoklave. Lamineringsprocessen kan udføres på klart, tonet, reflekterende, varmeforstærket eller hærdet glas. Karakteristika omfatter:

• Når lamineret glas går i stykker, klæber glaspartiklerne til PVB og flyver eller falder ikke. Visse kombinationer af glas- og PVB-tykkelser kvalificerer sig som sikkerhedsglasmaterialer i henhold til sundheds- og sikkerhedsstandarderne fastsat af American National Standards Institute (ANSI). For eksempel opfylder lamineret glas med et .030 PVB-lag klemt inde mellem to stykker to-millimeter udglødet glas minimumskravet til sikkerhedsruder.

Applikationer-Ud over sikkerhedsruder har lamineret glas mange specielle anvendelser, herunder lydreduktion og sikkerhed.

REFLEX Analytical introducerer en kemisk forstærkningsproces for glassubstrater i deres optiske fabrikationsevne. Behandlingen udføres gennem en kemisk ionbytning på overfladen af et substrat. Na+-K+-udveksling introducerer trykspændinger på overfladen, og disse spændinger fungerer som en effektiv hærdningsmekanisme, hvorved styrken øges, og modtageligheden for skadeinitiering mindskes. Dette gør det muligt at bruge glasset til højere niveauer af trækspænding med styrker, der kan sammenlignes med aluminiumlegeringer.

Især på dette tidspunkt kan bøjningsstyrken af kemisk behandlet glas nå så højt som 100.000 psi (100 Ksi), hvilket næsten svarer til de optiske og mekaniske egenskaber ved det meget holdbare, men dyrere Safir-optiske materiale, som kun overgås af Diamond med hensyn til hårdhed og er uigennemtrængeligt for vand, de fleste syrer, alkalier og barske kemikalier. En patentanmeldt proces er blevet udviklet for at øge bøjningsstyrken til 150.000 psi (150 Ksi), hvilket langt vil overstige Safirs rating på 108.000 psi (108 Ksi). Kemisk forstærket glas udviser fremragende mekaniske, kemiske og optiske egenskaber, hvilket repræsenterer et stort fremskridt inden for glasvidenskabsteknologi.

Det kemisk behandlede glas har et gennemsigtighedsområde fra UV gennem det synlige og ind i det infrarøde. Dette gør det muligt for våbensystemdesignere at betjene vejledningsenheder, uanset om de er CCD, radiofrekvens, infrarød eller laserbaseret. Materialets fortalere understreger, at kemisk behandlet glas ikke kun er til brug i militære applikationer. Det kan bruges i mange applikationer, der kræver sejhed og optisk klarhed. Materialet er også nyttigt til visningsporte, beskyttelsesdæksler og frontoverfladeoptik i fjendtlige miljøer, hvis elementer kan omfatte høj temperatur, højt tryk og vakuumforhold. Mindre krævende applikationer omfatter kassescannervinduer, der bruges i dagligvarebutikker og detailscannere.

Brugerdefinerede komponenter opfordres til og er tilgængelige efter anmodning; Mekaniske tegninger med specifikationer og tolerancer er forudsætningen.

Hærdet glas er lavet af udglødet glas via en termisk hærdningsproces. Glasset placeres på et rullebord og fører det gennem en ovn, der opvarmer det over dets udglødningspunkt på ca. 720 °C. Glasset afkøles derefter hurtigt med tvungen lufttræk, mens den indre del forbliver fri til at strømme i kort tid. En alternativ kemisk proces går ud på at tvinge et mindst 0,1 mm tykt overfladelag til kompression ved ionbytning af natriumionerne i glasoverfladen med de 30% større kaliumioner ved nedsænkning af glasset i et bad af smeltet kaliumnitrat. Kemisk hærdning resulterer i øget sejhed sammenlignet med termisk hærdning og kan påføres glasgenstande med kompleks form. [1] [berøringsskærm:redigér] Fordele

Udtrykket hærdet glas bruges generelt til at beskrive fuldt hærdet glas, men bruges undertiden til at beskrive varmeforstærket glas, da begge typer gennemgår en termisk 'hærdningsproces'. Der er to hovedtyper af varmebehandlet glas, varmeforstærket og fuldt hærdet. Varmeforstærket glas er dobbelt så stærkt som udglødet glas, mens fuldt hærdet glas typisk er fire til seks gange styrken af udglødet glas og tåler opvarmning i mikrobølgeovne. Forskellen er restspændingen i kanten og glasoverfladen. Fuldt hærdet glas i USA er generelt over 65 MPa, mens varmeforstærket glas er mellem 40 og 55 MPa. Det er vigtigt at bemærke, at mens glassets styrke ikke ændrer afbøjningen, betyder det at være stærkere, at det kan afbøjes mere, før det går i stykker. [touchscreen:citat nødvendig] Udglødet glas afbøjes mindre end hærdet glas under samme belastning, alt andet lige. [berøringsskærm:redigér] Ulemper

Hærdet glas skal skæres i størrelse eller presses i form inden hærdning og kan ikke bearbejdes igen, når det er hærdet. Polering af kanterne eller boring af huller i glasset udføres, inden hærdningsprocessen starter. På grund af de afbalancerede spændinger i glasset vil skader på glasset i sidste ende resultere i, at glasset splintres i stykker i miniaturestørrelse. Glasset er mest modtageligt for brud på grund af beskadigelse af kanten af glasset, hvor trækspændingen er størst, men knusning kan også forekomme i tilfælde af en hård påvirkning midt i ruden, eller hvis stødet er koncentreret (for eksempel at ramme glasset med en spids). Brug af hærdet glas kan udgøre en sikkerhedsrisiko i nogle situationer på grund af glassets tendens til at splintre fuldstændigt ved hård påvirkning i stedet for at efterlade skår i vinduesrammen[2].

Kemisk hærdning er en overfladebehandling, der udføres under glaslegemeovergang, når briller dyppes i et bad med smeltet kaliumsalt ved en temperatur over 380 [berøringsskærm: grader] C. En udveksling finder sted mellem kaliumionerne i saltet og natriumionerne på overfladen af glasset. Indførelsen af kaliumioner, der er større end natriumionerne, fører til restspænding, som er kendetegnet ved en komprimeret spænding på overfladen, der kompenseres af spændingsspændinger inde i glasset.

Kemisk hærdning bør overvejes i følgende situationer:

• Når glastykkelsen er mindre end 2,5 mm (det er meget vanskeligt at termisk temperere glas af denne tyndhed);

• hvor glas med komplekse bøjnings- eller dimensionsegenskaber ikke kan hærdes med termisk udstyr

• hvor der er behov for en mekanisk modstand, der er bedre end den, der kan opnås ved termisk hærdning (f.eks. ved særlige industrielle eller arkitektoniske anvendelser)

• hvor der kræves en slagfasthed, der er større end den, der kan opnås ved traditionel termisk hærdning

• hvor der er et stort optisk behov, og hvor deformation af glasoverfladen ikke kan tolereres (f.eks. til industrielle og motoriske anvendelser).

Kemisk hærdet glas kan dannes med en særlig kemisk sammensætning, såsom natrium-calciumglas. Den kan starte fra en tykkelse på 0,5 mm og kan måle op til 3200 x 2200 mm.

Forskellige værdier kan opnås afhængigt af cykluslængde og temperatur og kan vælges i henhold til særlige projektkrav og de betingelser, hvorunder glasartiklen skal bruges. Kemisk hærdet glas kan skæres, males, bores, formes og dekoreres.