Impactinator® glas

Förstärkt glas

Värmebehandling: Där det glödgade glaset utsätts för en speciell värmebehandling där det värms upp till ca 680 °C och därefter kyls.

Kemisk förstärkning: Glaset är täckt av en kemisk lösning som ger högre mekaniskt motstånd. Kemiskt förstärkt glas har liknande egenskaper som värmebehandlat glas.

Kylningshastigheten påverkar direkt glasets styrka. Den regelbundna processen med kylning - eller glödgning - floatglas resulterar i en långsam hastighet. Starkare glas kan produceras genom att ändra kylningshastigheten. Två typer av starkare glas är:

• Värmeförstärkt glas
• Härdat glas

Värmeförstärkt glas kyls snabbare än vanligt glödgat glas. Härdat glas kyls i sin tur snabbare än värmeförstärkt glas. Ett annat sätt att stärka glaset är att använda mer än en lite glas i applikationen. Laminerat glas består av två eller flera liter av glas, förenade med ett lager av plast.

I många moderna byggnader måste glaset vara så starkt som möjligt. Tre grundläggande skäl att stärka glaset är att:

• Öka vindbelastningen
• Öka slagtåligheten
• Bekämpa termisk stress

Arkitekter och designers måste ta hänsyn till vindstyrkan på en byggnad eller installation när de väljer glas. Vinden får glaset att avböjas. Denna avböjning belastar inte bara själva glaset utan hela glassystemet: ramverket, packningar och tätningsmedel.

Slagtålighet är nära relaterad till vindbelastning eftersom vinden bär sådana saker som hagelstenar, damm, små stenar och annat skräp. Under tornados och orkaner bär vinden många större föremål.

När glaset värms expanderar det. Den mittersta delen av en lite blir varmare och expanderar i högre takt än kanterna. Spänningarna på kanterna är vanligtvis större i mitten av varje kant och minskar mot hörnen. Obalansen anstränger kanterna. Detta kallas termisk stress. Kantstyrkan hos lite bestämmer därför i hög grad dess förmåga att motstå brott. Renskurna kanter ger den största eggstyrkan. Detta är särskilt viktigt med värmeabsorberande glas. Ett väldesignat glassystem minskar också påfrestningarna på glaset.

Värmeförstärkt glas tillverkas genom att värma glödgat glas jämnt och sedan kyla det långsammare än härdat glas. Egenskaper inkluderar:

• Är ungefär dubbelt så stark som vanligt glödgat glas av samma storlek och tjocklek.
• Är mer motståndskraftig mot vindbelastning och stötar än vanligt glödgat glas men mindre motståndskraftigt än härdat glas.
• Frakturer i stora, taggiga bitar, liknande glödgat glas.

Värmeförstärkt glas används vanligtvis i höghus för att hjälpa glaset att motstå termisk stress. Det används också vid tillverkning av spandrillglas. Spandrillglas är dunkelt glas som används i icke-synområden. Eftersom värmeförstärkt glas spricker i stora taggiga bitar kvalificerar det sig inte som ett säkerhetsglasmaterial. Alla byggkoder kräver säkerhetsglas för duschdörrar, kommersiella dörrar och butiksfronter av säkerhetsskäl.

Glas får stor styrka från härdning. En lite härdat glas är ungefär fyra gånger starkare än en lite glödgad glas av samma storlek och tjocklek. Egenskaper inkluderar:

• Den enda egenskapen hos det glödgade glaset som påverkas av härdning är dess böjning eller draghållfasthet:
• Anlöpning ökar glasets draghållfasthet.
• Detta gör att härdat glas bättre kan motstå de krafter som orsakas av värme, vind och stötar.
• Anlöpning förändras inte:
• Det glödgade glasets färg, kemiska sammansättning eller ljusöverföringsegenskaper.
• Dess kompressionsstyrka (glasets förmåga att motstå krosskrafter)
• Den hastighet med vilken glaset leder och överför värme.
• Den hastighet med vilken glaset expanderar vid uppvärmning.
• Glasets styvhet.

De främsta anledningarna att använda härdat glas är:

• Härdat glas, när det är trasigt, är utformat för att splittras i kubformade partiklar. Det kvalificerar sig därför som ett säkerhetsglasmaterial.
• Härdat glas ger större hållfasthet mot avböjning, och därmed bättre motstånd mot vindkraften, än värmeförstärkt glas. Det är mer effektivt om det placeras i ett väldesignat, övergripande glassystem.
• Anlöpning ökar glasets förmåga att överleva påverkan av föremål som kan träffa byggnaden. När härdat glas går sönder splittras det i små kuber, vilket minskar sannolikheten för allvarlig skada vid stötar.
• Anlöpning ökar en lites kantstyrka. Således specificeras härdat glas när designers förväntar sig höga termiska spänningar.

Härdat glas tillverkas genom att värma glödgat glas jämnt. Glaset kan vara från 1/8 "till 3/4" tjockt. Det glödgade glaset kyls sedan snabbt genom att blåsa luft jämnt på båda ytorna samtidigt. Detta kallas luftkylning. Snabb kylning ökar kompressionskrafterna på ytan och spänningskrafterna inuti glaset. Två processer används för att temperera glas:

• Vertikal anlöpning
• Horisontell anlöpning

I vertikal temperering används tang för att suspendera glaset från dess övre kant. Den rör sig vertikalt genom ugnen på detta sätt. Vid horisontell härdning rör sig glaset genom ugnen på rostfritt stål eller keramiska rullar. Av de två processerna är horisontell härdning vanligare. Härdat glas identifieras av en permanent etikett, kallad buggen, som placeras i hörnet av varje härdad lite. Härdat glas kan inte skäras, borras eller kantas. Dessa processer måste utföras på glaset före härdning.

Laminerat glas, ibland kallat "lami", tillverkas genom att placera ett lager av polyvinylbutyral (PVB) mellan två eller flera glasbitar. PVB kan vara klar eller tonad och varierar vanligtvis i tjocklek från .015 "till .090", men den kan vara så tjock som .120 "för speciella applikationer. Hela enheten smälts sedan under värme och tryck i en speciell ugn som kallas autoklav. Lamineringsprocessen kan utföras på klart, tonat, reflekterande, värmeförstärkt eller härdat glas. Egenskaper inkluderar:

• När laminerat glas går sönder fäster glaspartiklarna vid PVB och flyger eller faller inte. Vissa kombinationer av glas och PVB-tjocklekar kvalificerar sig som säkerhetsglasmaterial enligt de hälso- och säkerhetsstandarder som fastställts av American National Standards Institute (ANSI). Till exempel uppfyller laminerat glas med ett .030 PVB-skikt inklämt mellan två bitar av två millimeter glödgat glas minimikravet för säkerhetsglas.

Applikationer - Förutom säkerhetsglas har laminerat glas många specialapplikationer, inklusive ljudreduktion och säkerhet.

REFLEX Analytical introducerar en kemisk förstärkningsprocess för glassubstrat i deras optiska tillverkningskapacitet. Behandlingen sker genom ett kemiskt jonbyte på ytan av ett substrat. Na+ -K+ utbyte introducerar tryckspänningar vid ytan och dessa spänningar fungerar som en effektiv härdningsmekanism, vilket ökar styrkan och minskar känsligheten för skadeinitiering. Detta gör att glaset kan användas till högre nivåer av dragspänning, med styrkor som är jämförbara med aluminiumlegeringar.

Särskilt vid denna tidpunkt kan böjhållfastheten hos kemiskt behandlat glas nå så högt som 100 000 psi (100 Ksi) vilket är nära ekvivalent med de optiska och mekaniska egenskaperna hos det mycket hållbara, men dyrare safiroptiska materialet som är näst efter diamant när det gäller hårdhet och är ogenomträngligt för vatten, de flesta syror, alkalier och hårda kemikalier. En patentsökt process har utvecklats för att öka böjhållfastheten till 150 000 psi (150 Ksi) vilket vida kommer att överstiga Sapphires betyg på 108 000 psi (108 Ksi). Kemiskt förstärkt glas uppvisar enastående mekaniska, kemiska och optiska egenskaper som representerar ett stort framsteg inom glasvetenskapsteknik.

Det kemiskt behandlade glaset har ett genomskinligt intervall från UV genom det synliga och in i infrarött. Detta gör det möjligt för vapensystemdesigners att använda styrenheter oavsett om de är CCD, radiofrekvens, infraröd eller laserbaserad. Materialets förespråkare betonar att kemiskt behandlat glas inte bara är för användning i militära tillämpningar. Den kan användas i många applikationer som kräver seghet och optisk klarhet. Materialet är också användbart för visningsområden, skyddskåpor och frontytoptik i fientliga miljöer vars element kan innefatta höga temperaturer, högt tryck och vakuumförhållanden. Mindre krävande applikationer inkluderar kassaskannerfönster som används i livsmedelsbutiker och detaljhandelsskannrar.

Anpassade komponenter uppmuntras och är tillgängliga på begäran. Mekaniska ritningar med specifikationer och toleranser är en förutsättning.

Härdat glas tillverkas av glödgat glas via en termisk härdningsprocess. Glaset placeras på ett rullbord och tar det genom en ugn som värmer det över glödgningspunkten på cirka 720 °C. Glaset kyls sedan snabbt med forcerade luftdrag medan den inre delen förblir fri att flöda under en kort tid. En alternativ kemisk process innebär att man tvingar ett ytskikt av glas som är minst 0,1 mm tjockt i kompression genom jonbyte av natriumjonerna i glasytan med de 30% större kaliumjonerna, genom nedsänkning av glaset i ett bad av smält kaliumnitrat. Kemisk härdning resulterar i ökad seghet jämfört med termisk härdning och kan appliceras på glasföremål med komplex form. [1] [pekskärm:redigera] Fördelar

Termen härdat glas används vanligtvis för att beskriva helt härdat glas men används ibland för att beskriva värmeförstärkt glas eftersom båda typerna genomgår en termisk "härdningsprocess". Det finns två huvudtyper av värmebehandlat glas, värmeförstärkt och helt härdat. Värmeförstärkt glas är dubbelt så starkt som glödgat glas medan helt härdat glas vanligtvis är fyra till sex gånger styrkan hos glödgat glas och tål uppvärmning i mikrovågsugnar. Skillnaden är restspänningen i kanten och glasytan. Helt härdat glas i USA är i allmänhet över 65 MPa medan värmeförstärkt glas är mellan 40 och 55 MPa. Det är viktigt att notera att även om glasets styrka inte förändrar avböjningen, betyder det att det är starkare att det kan avböjas mer innan det går sönder. [pekskärm: citat behövs] Glödgat glas böjer sig mindre än härdat glas under samma belastning, allt annat lika. [pekskärm:redigera] Nackdelar

Härdat glas måste skäras i storlek eller pressas till form före härdning och kan inte omarbetas när det har härdats. Polering av kanterna eller borrning av hål i glaset utförs innan härdningsprocessen startar. På grund av de balanserade spänningarna i glaset kommer skador på glaset så småningom att leda till att glaset splittras i miniatyrstora bitar. Glaset är mest känsligt för brott på grund av skador på kanten av glaset där dragspänningen är störst, men splittring kan också uppstå vid en hård stöt i mitten av glasrutan eller om stöten är koncentrerad (till exempel att slå glaset med en punkt). Användning av härdat glas kan utgöra en säkerhetsrisk i vissa situationer på grund av glasets tendens att splittras helt vid hård stöt snarare än att lämna skärvor i fönsterkarmen[2].

Kemisk anlöpning är en ytbehandling som utförs under glasaktig övergång, när glas doppas i ett bad med smält kaliumsalt vid en temperatur över 380 [pekskärm: grader] C. Ett utbyte sker mellan kaliumjonerna i saltet och natriumjonerna på glasets yta. Införandet av kaliumjoner större än natriumjonerna leder till restspänning, som kännetecknas av en komprimerad spänning på ytan som kompenseras av spänningsspänning inuti glaset.

Kemisk härdning bör övervägas i följande situationer:

• När glastjockleken är mindre än 2,5 mm (det är mycket svårt att termiskt temperera glas av denna tunnhet);

• Om glas med komplexa böjnings- eller måttegenskaper inte kan härdas med termisk utrustning.

• där mekaniskt motstånd krävs som är bättre än det som kan uppnås med termisk härdning (t.ex. i speciella industriella eller arkitektoniska tillämpningar);

• där en slagtålighet som är överlägsen den som kan uppnås med traditionell termisk anlöpning krävs,

• där det finns ett högt optiskt behov och ingen deformation av glasytan kan tolereras (t.ex. för industriella och motoriska tillämpningar).

Kemiskt härdat glas kan formas med en speciell kemisk sammansättning, såsom natrium-kalciumglas. Den kan börja från en tjocklek på 0,5 mm och kan mäta upp till 3200 x 2200 mm.

Olika värden kan erhållas beroende på cykellängd och temperatur och kan väljas enligt speciella projektkrav och de förhållanden under vilka glasartikeln kommer att användas. Kemiskt härdat glas kan skäras, slipas, borras, formas och dekoreras.