Стекло Impactinator®

Упрочненное стекло

Термическая обработка: Отожженное стекло подвергается специальной термической обработке, при которой оно нагревается примерно до 680 ° C, а затем охлаждается.

Химическое упрочнение: стекло покрыто химическим раствором, который обеспечивает более высокую механическую прочность. Химически упрочненное стекло обладает аналогичными свойствами с термически обработанным стеклом.

Скорость охлаждения напрямую влияет на прочность стекла. Регулярный процесс охлаждения или отжига флоат-стекла приводит к замедлению. Более прочное стекло можно получить, изменив скорость охлаждения. Два типа более прочного стекла:

• Термоупрочненное стекло
• Закаленное стекло

Термоупрочненное стекло охлаждается быстрее, чем обычное отожженное стекло. Закаленное стекло, в свою очередь, охлаждается быстрее, чем термоупрочненное стекло. Еще один способ укрепить стекло — использовать в приложении более одного стекла. Многослойное стекло состоит из двух или более литов стекла, соединенных слоем пластика.

Во многих современных зданиях стекло должно быть максимально прочным. Три основные причины для укрепления стекла:

• Увеличение ветровой нагрузки
• Повышение ударопрочности
• Борьба с тепловым стрессом

Архитекторы и дизайнеры должны учитывать силу ветра на здании или установке при выборе стекла. Ветер заставляет стекло отклоняться. Этот прогиб напрягает не только само стекло, но и всю систему остекления: каркас, прокладки и уплотнители.

Ударопрочность тесно связана с ветровой нагрузкой, потому что ветер несет такие вещи, как град, пыль, мелкие камни и другой мусор. Во время торнадо и ураганов ветер переносит множество более крупных объектов.

Когда стекло нагревается, оно расширяется. Центральная часть лайта нагревается и расширяется с большей скоростью, чем края. Напряжения на краях обычно больше в центре каждого края и уменьшаются к углам. Дисбаланс напрягает края. Это называется тепловым стрессом. Таким образом, прочность кромки лайта во многом определяет его способность противостоять разрушению. Чистые кромки обеспечивают наибольшую прочность кромок. Это особенно важно для теплопоглощающего стекла. Хорошо спроектированная система остекления также снижает нагрузку на стекло.

Термоупрочненное стекло изготавливается путем равномерного нагрева отожженного стекла, а затем охлаждения его медленнее, чем закаленное стекло. Характеристики включают в себя:

• Примерно в два раза прочнее обычного отожженного стекла того же размера и толщины.
• Более устойчив к ветровой нагрузке и ударам, чем обычное отожженное стекло, хотя и менее устойчив, чем закаленное стекло.
• Трещины на большие, зазубренные куски, похожие на отожженное стекло.

Термоупрочненное стекло обычно используется в высотных зданиях, чтобы помочь стеклу противостоять тепловому воздействию. Он также используется при изготовлении стекла из перемычек. Spandrel Glass - это непонятное стекло, которое используется в невидимых областях. Поскольку термоупрочненное стекло раскалывается на большие неровные куски, оно не квалифицируется как безопасный материал для остекления. Все строительные нормы и правила требуют безопасного остекления для душевых дверей, коммерческих дверей и витрин магазинов в целях безопасности.

Стекло приобретает значительную прочность от закалки. Лит из закаленного стекла примерно в четыре раза прочнее, чем лит из отожженного стекла того же размера и толщины. Характеристики включают в себя:

• Единственной характеристикой отожженного стекла, подверженного закалке, является его прочность на изгиб или растяжение:
• Закалка увеличивает прочность стекла на разрыв.
• Это делает закаленное стекло более способным противостоять силам, вызванным жарой, ветром и ударами.
• Закалка не меняется:
• Цвет, химический состав или светопропускающие характеристики отожженного стекла.
• Его прочность на сжатие (способность стекла противостоять силам раздавливания)
• Скорость, с которой стекло проводит и передает тепло.
• Скорость, с которой стекло расширяется при нагревании.
• Жесткость стекла.

Основными причинами использования закаленного стекла являются:

• Закаленное стекло при разбивании предназначено для разрушения на частицы в форме куба. Поэтому он квалифицируется как безопасный материал для остекления.
• Закаленное стекло обладает большей устойчивостью к прогибу и, следовательно, лучшей устойчивостью к силе ветра, чем термоупрочненное стекло. Он более эффективен, если он размещен в хорошо спроектированной общей системе остекления.
• Закалка повышает способность стекла выдерживать удары предметов, которые могут ударить по зданию. Когда закаленное стекло разбивается, оно разбивается на мелкие кубики, что снижает вероятность серьезных травм при ударе.
• Закалка увеличивает прочность кромки лита. Таким образом, закаленное стекло указывается, когда проектировщики ожидают высоких тепловых напряжений.

Закаленное стекло изготавливается путем равномерного нагрева отожженного стекла. Стекло может быть толщиной от 1/8 до 3/4 дюйма. Затем отожженное стекло быстро охлаждают, равномерно вдувая воздух на обе поверхности одновременно. Это называется воздушной закалкой. Быстрое охлаждение увеличивает силы сжатия на поверхности и силы натяжения внутри стекла. Для закалки стекла используются два процесса:

• Вертикальная закалка
• Горизонтальная закалка

При вертикальной закалке щипцы используются для подвешивания стекла к его верхнему краю. Таким образом, он перемещается вертикально по печи. При горизонтальной закалке стекло перемещается через печь на роликах из нержавеющей стали или керамики. Из двух процессов горизонтальный отпуск является более распространенным. Закаленное стекло идентифицируется постоянной этикеткой, называемой жуком, которая помещается в угол каждого закаленного света. Закаленное стекло нельзя резать, сверлить или обрезать. Эти процессы должны быть выполнены на стекле перед закалкой.

Многослойное стекло, иногда называемое «лами», изготавливается путем размещения слоя поливинилбутираля (ПВБ) между двумя или более стеклянными стеклами. PVB может быть прозрачным или тонированным и обычно варьируется по толщине от 0,015 до 0,090 дюйма, но для специальных применений он может достигать 0,120 дюйма. Затем весь агрегат плавится под воздействием тепла и давления в специальной печи, называемой автоклавом. Процесс ламинирования может быть выполнен на прозрачном, тонированном, отражающем, термоупрочнённом или закаленном стекле. Характеристики включают в себя:

• Когда многослойное стекло разбивается, частицы стекла прилипают к ПВБ и не летят и не падают. Определенные комбинации толщины стекла и ПВБ квалифицируются как безопасные материалы для остекления в соответствии со стандартами здоровья и безопасности, установленными Американским национальным институтом стандартов (ANSI). Например, многослойное стекло со слоем PVB .030, зажатым между двумя кусками двухмиллиметрового отожженного стекла, соответствует минимальным требованиям к безопасному остеклению.

В дополнение к безопасному остеклению, многослойное стекло имеет множество специальных применений, включая шумоподавление и безопасность.

REFLEX Analytical вводит процесс химического упрочнения стеклянных подложек в их оптические возможности. Обработка осуществляется путем химического ионного обмена на поверхности подложки. Обмен Na+ -K+ создает сжимающие напряжения на поверхности, и эти напряжения действуют как эффективный механизм упрочнения, тем самым увеличивая прочность и уменьшая восприимчивость к возникновению повреждений. Это позволяет использовать стекло для более высоких уровней растягивающего напряжения с прочностью, сравнимой с алюминиевыми сплавами.

Примечательно, что в настоящее время прочность на изгиб химически обработанного стекла может достигать 100 000 фунтов на квадратный дюйм (100 Ksi), что почти эквивалентно оптическим и механическим свойствам высокопрочного, но более дорогого оптического материала Sapphire, который уступает только алмазу по твердости и непроницаем для воды, большинства кислот. щелочи и агрессивные химикаты. Запатентованный процесс был разработан для увеличения прочности на изгиб до 150 000 фунтов на квадратный дюйм (150 Ksi), что намного превысит рейтинг Sapphire в 108 000 фунтов на квадратный дюйм (108 Ksi). Химически упрочненное стекло демонстрирует выдающиеся механические, химические и оптические свойства, что представляет собой значительный прогресс в области науки о стекле.

Химически обработанное стекло может похвастаться диапазоном прозрачности от ультрафиолетового до видимого и инфракрасного. Это позволяет разработчикам систем вооружения использовать устройства наведения, будь то ПЗС, радиочастотные, инфракрасные или лазерные. Сторонники материала подчеркивают, что химически обработанное стекло предназначено не только для использования в военных целях. Его можно использовать во многих приложениях, требующих прочности и оптической прозрачности. Материал также полезен для смотровых окон, защитных крышек и оптики передней поверхности в агрессивных средах, элементы которых могут включать высокую температуру, высокое давление и вакуум. К менее требовательным приложениям относятся витрины сканеров в точках продаж, используемые в продуктовых магазинах и розничных сканерах.

Пользовательские компоненты приветствуются и доступны по запросу; Механические чертежи со спецификациями и допусками являются обязательным условием.

Закаленное стекло изготавливается из отожженного стекла с помощью процесса термического отпуска. Стекло помещают на рольганг, пропуская его через печь, которая нагревает его выше температуры отжига около 720 ° C. Затем стекло быстро охлаждается принудительными воздушными потоками, в то время как внутренняя часть остается свободной для потока в течение короткого времени. Альтернативный химический процесс включает в себя сжатие поверхностного слоя стекла толщиной не менее 0,1 мм путем ионного обмена ионов натрия на поверхности стекла с ионами калия на 30% больше путем погружения стекла в ванну с расплавленной нитратом калия. Химическая закалка приводит к повышению ударной вязкости по сравнению с термической упрочнением и может применяться к стеклянным предметам сложной формы. [1] [сенсорный экран:редактировать] Преимущества

Термин «закаленное стекло» обычно используется для описания полностью закаленного стекла, но иногда используется для описания термоупрочненного стекла, поскольку оба типа подвергаются процессу термической «закалки». Существует два основных типа термообработанного стекла: термоупрочненное и полностью закаленное. Термоупрочненное стекло в два раза прочнее отожженного стекла, в то время как полностью закаленное стекло обычно в четыре-шесть раз прочнее отожженного стекла и выдерживает нагрев в микроволновых печах. Разница заключается в остаточном напряжении в кромке и поверхности стекла. Полностью закаленное стекло в США обычно имеет температуру выше 65 МПа, а термоупрочненное стекло - от 40 до 55 МПа. Важно отметить, что, хотя прочность стекла не изменяет прогиб, прочность означает, что оно может отклоняться больше, прежде чем разбиться. [сенсорный экран: нужна цитата] Отожженное стекло отклоняется меньше, чем закаленное стекло при той же нагрузке, при прочих равных условиях. [сенсорный экран:редактировать] Недостатки

Закаленное стекло должно быть вырезано по размеру или прижато к форме перед закалкой и не может быть повторно обработано после закалки. Полировка кромок или сверление отверстий в стекле проводится до начала процесса закалки. Из-за сбалансированных напряжений в стекле повреждение стекла в конечном итоге приведет к тому, что стекло разобьется на кусочки размером с ноготь. Стекло наиболее подвержено разрушению из-за повреждения края стекла, где растягивающее напряжение является наибольшим, но разрушение также может произойти в случае сильного удара в середину стекла или если удар сосредоточен (например, удар по стеклу острием). Использование закаленного стекла может представлять угрозу безопасности в некоторых ситуациях из-за тенденции стекла полностью разбиваться при сильном ударе, а не оставлять осколки в оконной раме[2].

Химический отпуск — это обработка поверхности, выполняемая при стекловидном переходе, когда стекла погружают в ванну с расплавленной калиевой солью при температуре выше 380 градусов Цельсия. Происходит обмен между ионами калия в соли и ионами натрия на поверхности стекла. Введение ионов калия большего размера, чем натриевые, приводит к остаточному напряжению, которое характеризуется сжатым натяжением на поверхности, которое компенсируется напряженным напряжением внутри стекла.

Химическое закаливание следует рассматривать в следующих ситуациях:

• При толщине стекла менее 2,5 мм (очень сложно термически закалить стекло такой тонкости);

• где стекло со сложными изгибающимися или размерными характеристиками не может быть закалено термическим оборудованием;

• там, где требуется механическая прочность, превышающая ту, которая может быть получена при термическом отпуске (например, в специальных промышленных или архитектурных приложениях);

• в тех случаях, когда требуется ударопрочность, превышающая ту, которую можно получить при традиционном термическом отпуске;

• там, где предъявляются высокие требования к оптике и деформация поверхности стекла недопустима (например, для промышленного и моторного применения).

Химически закаленное стекло может быть сформировано с особым химическим составом, например, натриево-кальциевым стеклом. Он может начинаться с толщины 0,5 мм и может иметь размеры до 3200 x 2200 мм.

Различные значения могут быть получены в зависимости от продолжительности цикла и температуры, а также могут быть выбраны в соответствии со специальными требованиями проекта и условиями, в которых будет использоваться стеклянное изделие. Химическое закаленное стекло можно резать, шлифовать, сверлить, формировать и декорировать.