Szkło Impactinator®

Szkło wzmocnione

Obróbka cieplna: gdzie wyżarzane szkło jest poddawane specjalnej obróbce cieplnej, w której jest podgrzewane do około 680 ° C, a następnie chłodzone.

Wzmocnienie chemiczne: Szkło jest pokryte roztworem chemicznym, który wytwarza wyższą odporność mechaniczną. Szkło wzmocnione chemicznie ma podobne właściwości do szkła poddanego obróbce termicznej.

Szybkość chłodzenia bezpośrednio wpływa na wytrzymałość szkła. Regularny proces chłodzenia - lub wyżarzania - szkła float powoduje powolne tempo. Mocniejsze szkło można wyprodukować, zmieniając szybkość chłodzenia. Dwa rodzaje mocniejszego szkła to:

• Szkło wzmocnione termicznie
• Szkło hartowane

Szkło wzmocnione termicznie jest chłodzone szybciej niż zwykłe szkło wyżarzane. Z kolei szkło hartowane jest chłodzone szybciej niż szkło wzmocnione termicznie. Innym sposobem na wzmocnienie szkła jest użycie więcej niż jednego lite szkła w aplikacji. Szkło laminowane składa się z dwóch lub więcej litów szkła, połączonych warstwą tworzywa sztucznego.

W wielu nowoczesnych budynkach szkło musi być tak mocne, jak to możliwe. Trzy podstawowe powody wzmocnienia szkła to:

• Zwiększ obciążenie wiatrem
• Zwiększenie odporności na uderzenia
• Zwalczanie stresu termicznego

Architekci i projektanci muszą wziąć pod uwagę siłę wiatru na budynek lub instalację przy wyborze szkła. Wiatr powoduje odchylanie się szkła. To ugięcie obciąża nie tylko samo szkło, ale cały system szklenia: ramę, uszczelki i uszczelniacze.

Odporność na uderzenia jest ściśle związana z obciążeniem wiatrem, ponieważ wiatr przenosi takie rzeczy jak grad, kurz, małe kamienie i inne zanieczyszczenia. Podczas tornad i huraganów wiatr niesie wiele większych obiektów.

Gdy szkło się nagrzewa, rozszerza się. Środkowa część lite staje się gorętsza i rozszerza się w większym tempie niż krawędzie. Naprężenia na krawędziach są zwykle większe w środku każdej krawędzi i zmniejszają się w kierunku narożników. Brak równowagi obciąża krawędzie. Nazywa się to naprężeniem termicznym. Wytrzymałość krawędzi lite w znacznym stopniu decyduje o jego odporności na łamanie. Czyste krawędzie zapewniają największą wytrzymałość krawędzi. Jest to szczególnie ważne w przypadku szkła pochłaniającego ciepło. Dobrze zaprojektowany system szyb zmniejsza również naprężenia na szkle.

Szkło wzmocnione termicznie wytwarza się przez równomierne ogrzewanie szkła wyżarzanego, a następnie chłodzenie go wolniej niż szkło hartowane. Charakterystyka obejmuje:

• Jest około dwa razy mocniejszy niż zwykłe szkło wyżarzane o tym samym rozmiarze i grubości.
• Jest bardziej odporny na obciążenie wiatrem i uderzenia niż zwykłe szkło wyżarzane, ale mniej odporny niż szkło hartowane.
• Pęknięcia na duże, postrzępione kawałki, podobne do wyżarzanego szkła.

Szkło wzmocnione termicznie jest zwykle stosowane w wysokich budynkach, aby szkło było odporne na naprężenia termiczne. Jest również stosowany do produkcji szkła spandrela. Szkło Spandrel to niejasne szkło, które jest używane w obszarach niewidocznych. Ponieważ szkło wzmocnione termicznie pęka na duże, postrzępione kawałki, nie kwalifikuje się jako bezpieczny materiał szklący. Wszystkie przepisy budowlane wymagają bezpiecznych szyb w drzwiach prysznicowych, drzwiach komercyjnych i frontach sklepowych ze względów bezpieczeństwa.

Szkło zyskuje znaczną wytrzymałość dzięki hartowaniu. Lite szkła hartowanego jest około cztery razy mocniejsze niż lite z wyżarzanego szkła o tym samym rozmiarze i grubości. Charakterystyka obejmuje:

• Jedyną cechą szkła wyżarzanego dotkniętego odpuszczaniem jest jego wytrzymałość na zginanie lub rozciąganie:
• Odpuszczanie zwiększa wytrzymałość szkła na rozciąganie.
• To sprawia, że szkło hartowane jest w stanie lepiej oprzeć się siłom spowodowanym ciepłem, wiatrem i uderzeniem.
• Odpuszczanie nie zmienia się:
• Kolor, skład chemiczny lub charakterystyka przepuszczalności światła wyżarzanego szkła.
• Jego wytrzymałość na ściskanie (zdolność szkła do wytrzymywania sił zgniatania)
• Szybkość, z jaką szkło przewodzi i przekazuje ciepło.
• Szybkość, z jaką szkło rozszerza się po podgrzaniu.
• Sztywność szkła.

Główne powody stosowania szkła hartowanego to:

• Szkło hartowane, po rozbiciu, jest zaprojektowane tak, aby rozpadać się na cząstki w kształcie sześcianu. W związku z tym kwalifikuje się jako bezpieczny materiał do szybowania.
• Szkło hartowane oferuje większą wytrzymałość na ugięcie, a co za tym idzie, lepszą odporność na siłę wiatru, niż szkło wzmocnione termicznie. Jest bardziej efektywny, jeśli zostanie umieszczony w dobrze zaprojektowanym, ogólnym systemie przeszkleń.
• Odpuszczanie zwiększa zdolność szkła do przetrwania uderzenia przedmiotów, które mogą uderzyć w budynek. Kiedy szkło hartowane pęknie, rozpada się na małe kostki, zmniejszając prawdopodobieństwo poważnych obrażeń przy uderzeniu.
• Odpuszczanie zwiększa wytrzymałość krawędzi lite. W ten sposób szkło hartowane jest określane, gdy projektanci przewidują wysokie naprężenia termiczne.

Szkło hartowane jest wytwarzane przez równomierne ogrzewanie szkła wyżarzanego. Szkło może mieć grubość od 1/8 "do 3/4". Wyżarzane szkło jest następnie szybko chłodzone przez równomierne wdmuchiwanie powietrza na obie powierzchnie w tym samym czasie. Jest to znane jako hartowanie powietrzem. Szybkie chłodzenie zwiększa siły ściskania na powierzchni i siły naprężające wewnątrz szyby. Do hartowania szkła stosuje się dwa procesy:

• Odpuszczanie pionowe
• Odpuszczanie poziome

W pionowym hartowaniu szczypce służą do zawieszenia szkła od jego górnej krawędzi. W ten sposób porusza się pionowo przez piec. W hartowaniu poziomym szkło przesuwa się przez piec na rolkach ze stali nierdzewnej lub ceramicznych. Z tych dwóch procesów bardziej powszechne jest odpuszczanie poziome. Szkło hartowane jest identyfikowane przez trwałą etykietę, zwaną bugiem, która jest umieszczana w rogu każdego hartowanego lite. Szkło hartowane nie może być cięte, wiercone ani obrzynane. Procesy te należy wykonać na szkle przed hartowaniem.

Szkło laminowane, czasami nazywane "lamim", jest wytwarzane przez umieszczenie warstwy poliwinylobutyralu (PVB) między dwoma lub więcej szklanymi litami. PVB może być przezroczysty lub barwiony i zwykle różni się grubością od 0,015 "do 0,090", ale może być tak gruby jak 0,120 "dla specjalnych zastosowań. Całe urządzenie jest następnie topione pod wpływem ciepła i ciśnienia w specjalnym piecu zwanym autoklawem. Proces laminowania można wykonać na szkle przezroczystym, barwionym, odblaskowym, wzmocnionym termicznie lub hartowanym. Charakterystyka obejmuje:

• Gdy szkło laminowane pęka, cząsteczki szkła przylegają do PVB i nie latają ani nie spadają. Niektóre kombinacje grubości szkła i PVB kwalifikują się jako bezpieczne materiały do szklenia zgodnie z normami zdrowia i bezpieczeństwa określonymi przez American National Standards Institute (ANSI). Na przykład szkło laminowane z warstwą .030 PVB umieszczoną między dwoma kawałkami dwumilimetrowego szkła wyżarzanego spełnia minimalne wymagania dotyczące bezpiecznego szklenia.

Zastosowania - Oprócz bezpiecznych szyb, szkło laminowane ma wiele specjalistycznych zastosowań, w tym redukcję hałasu i bezpieczeństwo.

REFLEX Analytical wprowadza proces chemicznego wzmacniania podłoży szklanych do ich zdolności wytwarzania optycznego. Obróbka odbywa się poprzez chemiczną wymianę jonową na powierzchni podłoża. Wymiana Na+ -K+ wprowadza naprężenia ściskające na powierzchni i naprężenia te działają jak skuteczny mechanizm hartowania, zwiększając tym samym wytrzymałość i zmniejszając podatność na inicjację uszkodzeń. Umożliwia to stosowanie szkła do wyższych poziomów naprężeń rozciągających, z wytrzymałością porównywalną ze stopami aluminium.

Warto zauważyć, że w tym czasie wytrzymałość na zginanie szkła poddanego obróbce chemicznej może osiągnąć nawet 100 000 psi (100 Ksi), co jest bliskie właściwościom optycznym i mechanicznym bardzo trwałego, ale droższego szafirowego materiału optycznego, który ustępuje tylko diamentowi pod względem twardości i jest nieprzepuszczalny dla wody, większości kwasów, alkalia i ostre chemikalia. Opracowano proces zgłoszony do opatentowania w celu zwiększenia wytrzymałości na zginanie do 150 000 psi (150 Ksi), co znacznie przekroczy ocenę Sapphire wynoszącą 108 000 psi (108 Ksi). Szkło wzmocnione chemicznie wykazuje wyjątkowe właściwości mechaniczne, chemiczne i optyczne, co stanowi duży postęp w technologii nauki o szkle.

Szkło poddane obróbce chemicznej oferuje zakres przezroczystości od UV przez widzialne do podczerwieni. Pozwala to projektantom systemów uzbrojenia na obsługę urządzeń naprowadzających, niezależnie od tego, czy są one oparte na CCD, częstotliwości radiowej, podczerwieni czy laserze. Zwolennicy materiału podkreślają, że szkło poddane obróbce chemicznej nie jest przeznaczone tylko do zastosowań wojskowych. Może być stosowany w wielu aplikacjach, które wymagają wytrzymałości i przejrzystości optycznej. Materiał jest również przydatny w rzutniach, osłonach ochronnych i optyce powierzchni przedniej w nieprzyjaznym środowisku, którego elementy mogą obejmować warunki wysokiej temperatury, wysokiego ciśnienia i próżni. Mniej wymagające zastosowania obejmują okna skanerów w punktach sprzedaży stosowane w skanerach sklepów spożywczych i handlu detalicznego.

Niestandardowe komponenty są zalecane i dostępne na życzenie; Rysunki mechaniczne ze specyfikacjami i tolerancjami są warunkiem wstępnym.

Szkło hartowane jest wytwarzane ze szkła wyżarzanego w procesie hartowania termicznego. Szkło umieszcza się na stole rolkowym, przepuszczając je przez piec, który ogrzewa je powyżej temperatury wyżarzania około 720 °C. Szkło jest następnie szybko chłodzone za pomocą wymuszonych przeciągów powietrza, podczas gdy wewnętrzna część pozostaje swobodna przez krótki czas. Alternatywny proces chemiczny polega na wtłoczeniu powierzchniowej warstwy szkła o grubości co najmniej 0,1 mm do kompresji poprzez wymianę jonową jonów sodu na powierzchni szkła z 30% większymi jonami potasu, poprzez zanurzenie szkła w kąpieli stopionego azotanu potasu. Hartowanie chemiczne powoduje zwiększoną wytrzymałość w porównaniu z hartowaniem termicznym i może być stosowane do szklanych przedmiotów o złożonym kształcie. [1] [ekran dotykowy:edycja] Zalety

Termin szkło hartowane jest zwykle używany do opisania szkła w pełni hartowanego, ale czasami jest używany do opisania szkła wzmocnionego termicznie, ponieważ oba typy przechodzą termiczny proces "hartowania". Istnieją dwa główne rodzaje szkła poddanego obróbce cieplnej, wzmocnione termicznie i w pełni hartowane. Szkło wzmocnione termicznie jest dwa razy mocniejsze niż szkło wyżarzane, podczas gdy szkło hartowane ma zazwyczaj od czterech do sześciu razy większą wytrzymałość niż szkło wyżarzane i wytrzymuje ogrzewanie w kuchenkach mikrofalowych. Różnica polega na naprężeniu szczątkowym w krawędzi i powierzchni szkła. Szkło w pełni hartowane w USA ma na ogół powyżej 65 MPa, podczas gdy szkło wzmocnione termicznie ma od 40 do 55 MPa. Ważne jest, aby pamiętać, że chociaż wytrzymałość szkła nie zmienia ugięcia, bycie silniejszym oznacza, że może ono odchylić się bardziej przed rozbiciem. [ekran dotykowy:potrzebny cytat] Szkło wyżarzane odchyla się mniej niż szkło hartowane pod tym samym obciążeniem, wszystkie inne są równe. [ekran dotykowy:edycja] Wady

Szkło hartowane musi być przycięte na wymiar lub dociśnięte do kształtu przed hartowaniem i nie może być ponownie obrobione po hartowaniu. Polerowanie krawędzi lub wiercenie otworów w szkle odbywa się przed rozpoczęciem procesu hartowania. Ze względu na zrównoważone naprężenia w szkle, uszkodzenie szkła ostatecznie spowoduje rozbicie szkła na kawałki wielkości miniatury. Szkło jest najbardziej podatne na stłuczenie z powodu uszkodzenia krawędzi szkła, gdzie naprężenie rozciągające jest największe, ale rozbicie może również wystąpić w przypadku silnego uderzenia w środku tafli szkła lub jeśli uderzenie jest skoncentrowane (na przykład uderzenie w szkło punktem). Stosowanie szkła hartowanego może stanowić zagrożenie bezpieczeństwa w niektórych sytuacjach ze względu na tendencję szkła do całkowitego rozbicia się po silnym uderzeniu, zamiast pozostawiania odłamków w ramie okna[2].

Chemiczne odpuszczanie to obróbka powierzchni wykonywana w okresie szklistym, gdy szklanki zanurza się w kąpieli ze stopioną solą potasową w temperaturze powyżej 380 [ekran dotykowy: stopnie]C. Zachodzi wymiana między jonami potasu w soli i jonami sodu na powierzchni szkła. Wprowadzenie jonów potasu większych niż sodowe prowadzi do naprężeń szczątkowych, które charakteryzują się ściśniętym napięciem na powierzchni, które jest kompensowane naprężeniem wewnątrz szkła.

Odpuszczanie chemiczne należy rozważyć w następujących sytuacjach:

• Gdy grubość szkła jest mniejsza niż 2,5 mm (bardzo trudno jest termicznie hartować szkło o tej cienkości);

• w przypadku gdy szkło o złożonym gięciu lub charakterystyce wymiarowej nie może być hartowane za pomocą urządzeń termicznych;

• tam, gdzie wymagana jest odporność mechaniczna przewyższająca odporność osiągalną przy odpuszczaniu termicznym (na przykład w specjalnych zastosowaniach przemysłowych lub architektonicznych);

• gdy wymagana jest odporność na uderzenia wyższa niż ta, którą można uzyskać przy tradycyjnym odpuszczaniu termicznym;

• Tam, gdzie istnieje wysokie zapotrzebowanie optyczne i nie można tolerować odkształceń powierzchni szkła (na przykład do zastosowań przemysłowych i silnikowych).

Chemicznie hartowane szkło może być formowane ze specjalnym składem chemicznym, takim jak szkło sodowo-wapniowe. Może zaczynać się od grubości 0,5 mm i może mierzyć do 3200 x 2200 mm.

Różne wartości można uzyskać w zależności od długości cyklu i temperatury i można je wybrać zgodnie ze specjalnymi wymaganiami projektu i warunkami, w których artykuł szklany będzie używany. Chemiczne szkło hartowane można ciąć, szlifować, wiercić, kształtować i dekorować.