شیشه Impactinator®

شیشه تقویت شده

عملیات حرارتی: جایی که شیشه انیل تحت یک عملیات حرارتی ویژه قرار می گیرد که در ان تا حدود 680 °C گرم می شود و پس از ان سرد می شود.

تقویت شیمیایی: شیشه توسط یک محلول شیمیایی پوشیده شده است که مقاومت مکانیکی بالاتری را تولید می کند. شیشه شیمیایی تقویت شده دارای خواص مشابه شیشه حرارتی است.

میزان خنک کننده به طور مستقیم بر قدرت شیشه تاثیر می گذارد. فرایند منظم خنک کننده - یا بازپخت - شیشه شناور منجر به سرعت اهسته می شود. شیشه قوی تر را می توان با تغییر میزان خنک کننده تولید کرد. دو نوع شیشه قوی تر عبارتند از:

• شیشه ای تقویت شده با حرارت
• شیشه خو

شیشه تقویت شده با حرارت سریعتر از شیشه انیل معمولی خنک می شود. شیشه خو، به نوبه خود، با سرعت سریعتر از شیشه تقویت شده با حرارت سرد می شود. راه دیگر برای تقویت شیشه این است که از بیش از یک لیتر شیشه در برنامه استفاده کنید. شیشه چند لایه شامل دو یا چند لایه شیشه ای است که توسط یک لایه پلاستیکی متصل می شود.

در بسیاری از ساختمان های مدرن، شیشه باید تا حد ممکن قوی باشد. سه دلیل اساسی برای تقویت شیشه عبارتند از:

• افزایش بار باد
• افزایش مقاومت در برابر ضربه
• مبارزه با استرس حرارتی

معماران و طراحان باید هنگام انتخاب شیشه، نیروی باد بر روی یک ساختمان یا نصب را در نظر بگیرند. باد باعث می شود شیشه منحرف شود. این انحراف نه تنها خود شیشه بلکه کل سیستم لعاب را تحت فشار قرار می دهد: چارچوب، واشر و درزگیر.

مقاومت در برابر ضربه ارتباط نزدیکی با بار باد دارد زیرا باد چیزهایی مانند تگرگ، گرد و غبار، سنگ های کوچک و سایر اوارها را حمل می کند. در طول گردبادها و طوفان ها، باد بسیاری از اشیاء بزرگتر را حمل می کند.

همانطور که شیشه گرم می شود، گسترش می یابد. بخش مرکزی یک لایت داغتر می شود و با سرعت بیشتری نسبت به لبه ها گسترش می یابد. تنش در لبه ها معمولا در مرکز هر لبه بیشتر است و به سمت گوشه ها کاهش می یابد. عدم تعادل لبه ها را فشار می دهد. این استرس حرارتی نامیده می شود. بنابراین، قدرت لبه لایت، توانایی ان را برای مقاومت در برابر شکستن تا حد زیادی تعیین می کند. لبه های برش تمیز بزرگترین قدرت لبه را ارائه می دهند. این امر به ویژه در مورد شیشه های جذب گرما بسیار مهم است. یک سیستم لعاب به خوبی طراحی شده نیز تنش بر روی شیشه را کاهش می دهد.

شیشه تقویت شده با حرارت دادن شیشه انیل به طور یکنواخت ساخته می شود و سپس ان را با سرعت کمتری نسبت به شیشه خنک می کند. ویژگی ها عبارتند از:

• حدود دو برابر قوی تر از شیشه انیل معمولی با همان اندازه و ضخامت است.
• مقاوم تر به بارگذاری باد و اثرات از شیشه های انیل به طور منظم هر چند کمتر مقاوم در برابر شیشه خو.
• شکستگی به قطعات بزرگ و ناهموار، شبیه به شیشه بازپخت شده.

شیشه های تقویت شده با حرارت به طور کلی در ساختمان های بلند برای کمک به شیشه در برابر استرس حرارتی استفاده می شود. همچنین در ساخت شیشه spandrel استفاده می شود. شیشه اسپندرل شیشه ای مبهم است که در مناطق غیر بینایی استفاده می شود. از انجا که شکستگی شیشه ای تقویت شده با حرارت به قطعات بزرگ دندانه دار تبدیل می شود، به عنوان یک ماده شیشه ایمنی واجد شرایط نیست. تمام کدهای ساختمان نیاز به لعاب ایمنی برای درب دوش، درب های تجاری و جبهه های فروشگاه برای اهداف ایمنی دارند.

شیشه قدرت قابل توجهی از خنک کردن به دست می اورد. یک لیوان شیشه ای حدود چهار برابر قوی تر از یک لیوان انیل با همان اندازه و ضخامت است. ویژگی ها عبارتند از:

• تنها مشخصه شیشه انیل شده که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرد، خم شدن یا استحکام کششی ان است:
• خنک کننده استحکام کششی شیشه را افزایش می دهد.
• این باعث می شود شیشه های خو بهتر قادر به مقاومت در برابر نیروهای ناشی از گرما، باد و ضربه باشند.
• تعدیل تغییر نمی کند:
• رنگ، ترکیب شیمیایی یا ویژگی های انتقال نور شیشه بازپخت شده.
• قدرت فشرده سازی ان (توانایی شیشه ای برای مقاومت در برابر نیروهای خرد کننده)
• سرعت که در ان شیشه هدایت و انتقال گرما.
• سرعت که در ان شیشه گسترش می یابد زمانی که گرم می شود. -سفتی شیشه .

دلایل اصلی استفاده از شیشه های خنک عبارتند از:

• شیشه خو، هنگامی که شکسته می شود، برای خرد کردن ذرات مکعب شکل طراحی شده است. بنابراین به عنوان یک ماده لعاب ایمنی واجد شرایط است.
• شیشه خو ارائه می دهد قدرت بیشتری در برابر انحراف، و در نتیجه، مقاومت بهتر به نیروی باد، از شیشه گرما تقویت شده است. این موثرتر است اگر در یک سیستم لعاب کلی به خوبی طراحی شده قرار گیرد.
• معتدل توانایی شیشه ای برای زنده ماندن از تاثیر اشیاء است که ممکن است ساختمان اعتصاب را افزایش می دهد. هنگامی که شیشه شکسته می شود، به مکعب های کوچک خرد می شود و احتمال اسیب جدی را کاهش می دهد.
• معتدل قدرت لبه لایت را افزایش می دهد. بنابراین شیشه خو زمانی مشخص می شود که طراحان تنش های حرارتی بالا را پیش بینی می کنند.

شیشه خو با گرم کردن شیشه انیل به طور یکنواخت ساخته می شود. شیشه می تواند از 1/8 "تا 3/4" ضخامت داشته باشد. سپس شیشه انیل شده با دمیدن یکنواخت هوا به طور همزمان بر روی هر دو سطح به سرعت خنک می شود. این به عنوان خنک کردن هوا شناخته می شود. خنک کننده سریع نیروهای فشرده سازی روی سطح و نیروهای کششی داخل شیشه را افزایش می دهد. دو فرایند برای خنک کردن شیشه استفاده می شود:

• معتدل عمودی
• معتدل افقی

در انبرک عمودی برای تعلیق شیشه از لبه بالای ان استفاده می شود. به طور عمودی از طریق کوره به این روش حرکت می کند. در خنک کردن افقی شیشه از طریق کوره در غلطک های فولادی ضد زنگ یا سرامیک حرکت می کند. از این دو فرایند، معتدل سازی افقی شایع تر است. شیشه خو توسط یک برچسب دائمی به نام اشکال شناسایی می شود که در گوشه ای از هر لایت ملایم قرار می گیرد. شیشه های خو را نمی توان برش داد، حفر کرد یا لبه کرد. این فرایندها باید قبل از خنک کردن روی شیشه انجام شود.

شیشه چند لایه، گاهی اوقات "لامی" نامیده می شود، با قرار دادن یک لایه پلی وینیل بوتیرال (PVB) بین دو یا چند شیشه شیشه ای ساخته می شود. PVB می تواند روشن یا رنگی باشد و معمولا ضخامت ان از 0.015 "تا 0.090" متفاوت است، اما برای کاربردهای خاص می تواند به ضخامت 0.120 باشد. سپس کل واحد تحت گرما و فشار در یک اجاق مخصوص به نام اتوکلاو ذوب می شود. فرایند لمینیت را می توان بر روی شیشه های روشن، رنگی، بازتابنده، تقویت شده با حرارت یا ملایم انجام داد. ویژگی ها عبارتند از:

• هنگامی که شیشه های چند لایه شکسته می شوند، ذرات شیشه ای به PVB پایبند هستند و پرواز نمی کنند یا سقوط نمی کنند. ترکیبات خاصی از ضخامت شیشه و PVB به عنوان مواد شیشه ای ایمنی تحت استانداردهای بهداشتی و ایمنی تعیین شده توسط موسسه استاندارد ملی امریکا (ANSI) واجد شرایط هستند. به عنوان مثال، شیشه های چند لایه با لایه PVB 0.030 ساندویچ بین دو قطعه شیشه انیل دو میلی متری حداقل نیاز به لعاب ایمنی را براورده می کند.

علاوه بر لعاب ایمنی، شیشه های چند لایه دارای بسیاری از کاربردهای تخصصی از جمله کاهش صدا و امنیت است.

REFLEX Analytical یک فرایند تقویت شیمیایی برای بسترهای شیشه ای را به قابلیت ساخت نوری انها معرفی می کند. درمان از طریق تبادل یون شیمیایی در سطح یک بستر انجام می شود. تبادل Na + -K + تنش های فشاری را در سطح معرفی می کند و این تنش ها به عنوان یک مکانیسم سخت شدن موثر عمل می کنند، در نتیجه افزایش قدرت و کاهش حساسیت به اسیب شروع. این باعث می شود که شیشه به سطوح بالاتری از تنش کششی با نقاط قوت قابل مقایسه با الیاژهای الومینیوم استفاده شود.

به طور قابل توجهی در این زمان، قدرت خمشی شیشه های شیمیایی می تواند تا 100،000 psi (100 Ksi) برسد که تقریبا معادل خواص نوری و مکانیکی مواد نوری بسیار با دوام و در عین حال گران تر یاقوت کبود است که از نظر سختی دوم است و به اب نفوذ نمی کند، اکثر اسیدها، قلیایی و مواد شیمیایی خشن. یک فرایند ثبت اختراع در انتظار برای افزایش قدرت خمشی به 150،000 psi (150 Ksi) توسعه یافته است که به مراتب بیش از رتبه Sapphire از 108000 psi (108 Ksi) خواهد بود. شیشه ای که از نظر شیمیایی تقویت شده است، خواص مکانیکی، شیمیایی و نوری برجسته ای را نشان می دهد که نشان دهنده پیشرفت عمده در تکنولوژی علم شیشه است.

شیشه شیمیایی دارای محدوده شفافیت از UV از طریق قابل مشاهده و به مادون قرمز است. این به طراحان سیستم های تسلیحاتی اجازه می دهد تا دستگاه های هدایت را چه CCD، فرکانس رادیویی، مادون قرمز یا لیزر مبتنی بر ان کار کنند. طرفداران این ماده تاکید می کنند که شیشه های شیمیایی فقط برای استفاده در کاربردهای نظامی نیستند. این می تواند در برنامه های متعددی که نیاز به سختی و وضوح نوری دارند استفاده شود. این ماده همچنین برای دید، پوشش های محافظ و اپتیک سطح جلو در محیط های خصمانه که عناصر ان ممکن است شامل دمای بالا، فشار بالا و شرایط خلاء باشد، مفید است. برنامه های کاربردی کمتر خواستار شامل پنجره های اسکنر نقطه فروش مورد استفاده در فروشگاه های مواد غذایی و اسکنرهای خرده فروشی است.

اجزای سفارشی در صورت درخواست تشویق و در دسترس هستند. نقشه های مکانیکی با مشخصات و تحمل پیش نیاز هستند.

شیشه سخت شده از شیشه انیل شده از طریق یک فرایند معتدل حرارتی ساخته شده است. شیشه بر روی یک میز غلتکی قرار می گیرد و ان را از طریق یک کوره گرم می کند که ان را بالاتر از نقطه بازپخت ان در حدود 720 °C گرم می کند. سپس شیشه به سرعت با پیش نویس های هوای اجباری خنک می شود در حالی که بخش داخلی برای مدت کوتاهی ازاد است. یک فرایند شیمیایی جایگزین شامل مجبور کردن یک لایه سطحی شیشه ای با ضخامت حداقل 0.1 میلی متر به فشرده سازی توسط تبادل یونی یون های سدیم در سطح شیشه با یون های پتاسیم 30٪ بزرگتر، با غوطه ور شدن شیشه در حمام نیترات پتاسیم مذاب است. سختی شیمیایی منجر به افزایش سختی در مقایسه با سختی حرارتی می شود و می تواند به اشیاء شیشه ای با شکل پیچیده اعمال شود. [1] [صفحه لمسی:ویرایش] مزایای

اصطلاح شیشه سخت به طور کلی برای توصیف شیشه های کاملا ملایم استفاده می شود، اما گاهی اوقات برای توصیف شیشه های تقویت شده با گرما استفاده می شود، زیرا هر دو نوع تحت فرایند "سخت شدن" حرارتی قرار می گیرند. دو نوع اصلی از شیشه های حرارتی وجود دارد، گرما تقویت شده و کاملا معتدل. شیشه تقویت شده با حرارت دو برابر قوی تر از شیشه انیل است در حالی که شیشه کاملا معتدل معمولا چهار تا شش برابر قدرت شیشه انیل است و در برابر گرمایش در اجاق های مایکروویو مقاومت می کند. تفاوت تنش باقی مانده در لبه و سطح شیشه است. شیشه های کاملا معتدل در ایالات متحده به طور کلی بالاتر از 65 MPa است در حالی که شیشه تقویت گرما بین 40 تا 55 MPa است. مهم است که توجه داشته باشید که در حالی که قدرت شیشه انحراف را تغییر نمی دهد، قوی تر بودن به این معنی است که می تواند قبل از شکستن بیشتر منحرف شود. [صفحه نمایش لمسی: استناد مورد نیاز] شیشه انیل کمتر از شیشه های معتدل تحت همان بار منحرف می شود، همه چیز برابر است. [صفحه لمسی:ویرایش] معایب

شیشه های سخت باید به اندازه برش داده شوند یا قبل از سخت شدن به شکل فشرده شوند و نمی توانند پس از سخت شدن دوباره کار کنند. پرداخت لبه ها یا سوراخ های حفاری در شیشه قبل از شروع فرایند سخت شدن انجام می شود. با توجه به تنش های متعادل در شیشه، اسیب به شیشه در نهایت منجر به شکستن شیشه به قطعات کوچک می شود. شیشه به دلیل اسیب به لبه شیشه که در ان تنش کششی بیشترین است، بیشتر مستعد شکستگی است، اما شکستن نیز می تواند در صورت ضربه سخت در وسط شیشه شیشه ای یا اگر ضربه متمرکز باشد (به عنوان مثال، ضربه زدن به شیشه با یک نقطه). استفاده از شیشه های سفت شده می تواند در برخی شرایط به دلیل تمایل شیشه ای به طور کامل در اثر ضربه سخت به جای ترک قطعات در قاب پنجره ، یک خطر امنیتی ایجاد کند[2].

خنک کننده شیمیایی یک درمان سطحی است که تحت انتقال شیشه ای انجام می شود، زمانی که لیوان ها در حمام با نمک پتاسیم ذوب شده در دمای بالاتر از 380 [صفحه نمایش لمسی: درجه سانتیگراد] غوطه ور می شوند. تبادل بین یون های پتاسیم در نمک و یون های سدیم در سطح شیشه انجام می شود. معرفی یون های پتاسیم بزرگتر از یون های سدیم منجر به تنش باقی مانده می شود که با تنش فشرده بر روی سطح مشخص می شود که با تنش تنش در داخل شیشه جبران می شود.

معتدل شیمیایی باید در شرایط زیر در نظر گرفته شود:

• هنگامی که ضخامت شیشه کمتر از 2.5 میلی متر است (بسیار دشوار است که شیشه ای از این نازکی را خنک کنید)؛

• که در ان شیشه ای با خمش پیچیده و یا ویژگی های ابعادی را نمی توان با تجهیزات حرارتی خو؛

• جایی که مقاومت مکانیکی مورد نیاز است که برتر از ان است که با خنک کننده حرارتی (به عنوان مثال، در کاربردهای خاص صنعتی یا معماری) قابل دستیابی است.

• که در ان مقاومت در برابر ضربه برتر از ان قابل دستیابی با معتدل حرارتی سنتی مورد نیاز است؛

• جایی که نیاز نوری بالایی وجود دارد و هیچ تغییر شکل سطح شیشه ای قابل تحمل نیست (به عنوان مثال، برای کاربردهای صنعتی و حرکتی).

شیشه های شیمیایی را می توان با یک ترکیب شیمیایی خاص مانند شیشه سدیم کلسیم تشکیل داد. این می تواند از ضخامت 0.5mm شروع شود و می تواند تا 3200 x 2200mm اندازه گیری شود.

مقادیر مختلف را می توان بسته به طول و دمای چرخه به دست اورد و می تواند با توجه به الزامات خاص پروژه و شرایطی که تحت ان مقاله شیشه ای استفاده می شود انتخاب شود. شیشه های شیمیایی را می توان برش داد، زمین، حفر شده، شکل و تزئین کرد.