Загартаванае шкло
Загартаванае або загартаванае шкло - гэта тып бяспечнага шкла, які апрацоўваецца шляхам кантраляванай тэрмічнай або хімічнай апрацоўкі для павышэння яго трываласці ў параўнанні са звычайным шклом. Гартаванне прыводзіць да сціску вонкавых паверхняў, а ўнутраных - да расцяжэння. Такія напружання прымушаюць шкло, калі разбіваецца, рассыпацца на дробныя зярністыя кавалкі замест таго, каб рассыпацца на вышчэрбленыя аскепкі, як гэта робіць шкло (таксама отожженное шкло). Зярністыя кавалкі менш верагодна, каб выклікаць траўмы.
Дзякуючы сваёй бяспецы і трываласці, загартаванае шкло выкарыстоўваецца ў розных патрабавальных ужываннях, уключаючы вокны пасажырскіх аўтамабіляў, дзверы для душа, архітэктурныя шкляныя дзверы і сталы, падносы халадзільнікаў, пратэктары экрана мабільных тэлефонаў, у якасці кампанента куленепрабівальнага шкла для маскі для дайвінга, а таксама розныя тыпы талерак і посуду.
Уласцівасці
Загартаванае шкло прыкладна ў чатыры разы мацней, чым отожженное («звычайнае») шкло. Большае сцісканне ўнутранага пласта ў працэсе вырабу выклікае сціскальныя напружання ў паверхні шкла, ураўнаважаныя напружаннямі расцяжэння ў целе шкла. Цалкам загартаванае шкло таўшчынёй 6 мм павінна мець мінімальны сціск паверхні 69 МПа (10 000 фунтаў на квадратны квадрат) або сціск краю не менш за 67 МПа (9 700 фунтаў на квадратны дюйм). Для таго, каб яно лічыцца бяспечным шклом, павярхоўнае напружанне сціску павінна перавышаць 100 мегапаскаляў (15 000 фунтаў на квадратны дюйм). У выніку павышанага павярхоўнага напружання, калі шкло разбіваецца, яно разбіваецца толькі на невялікія круглыя ​​кавалкі, а не на вострыя вышчэрбленыя аскепкі. Гэтая характарыстыка робіць загартаванае шкло бяспечным для прымянення высокага ціску і выбуханебяспечнага прымянення.
Менавіта гэта сціскальнае павярхоўнае напружанне надае загартаванаму шклу павышаную трываласць. Гэта тлумачыцца тым, што отожженное шкло, якое амаль не мае ўнутранага напружання, звычайна ўтварае мікраскапічныя павярхоўныя расколіны, і пры адсутнасці павярхоўнага сціску любое прыкладзенае да шкла нацяжэнне выклікае напружанне на паверхні, якое можа выклікаць распаўсюджванне расколін. Як толькі расколіна пачынае распаўсюджвацца, напружанне дадаткова канцэнтруецца на вяршыні расколіны, прымушаючы яе распаўсюджвацца з хуткасцю гуку ў матэрыяле. Такім чынам, отожженное шкло далікатнае і разбіваецца на няправільныя і вострыя кавалкі. З іншага боку, напружанне сціску на загартаванае шкло ўтрымлівае недахоп і перашкаджае яго распаўсюджванню або пашырэнню.
Любая рэзанне або шліфоўка павінна быць зроблена перад загартоўкай. Рэзка, шліфоўка і рэзкія ўдары пасля загартоўкі прывядуць да разбурэння шкла.
Карціну дэфармацыі ў выніку загартоўкі можна назіраць, праглядаючы праз аптычны палярызатар, напрыклад, палярызацыйныя сонцаахоўныя акуляры.
Выкарыстоўвае
Загартаванае шкло выкарыстоўваецца, калі трываласць, цеплавая ўстойлівасць і бяспека з'яўляюцца важнымі меркаваннямі. Да легкавых аўтамабіляў, напрыклад, прад'яўляюцца ўсе тры патрабаванні. Паколькі яны захоўваюцца на адкрытым паветры, яны падвяргаюцца пастаяннаму награванню і астуджэнню, а таксама рэзкім зменам тэмператур на працягу года. Акрамя таго, яны павінны вытрымліваць невялікія ўдары ад дарожнага смецця, напрыклад, камянёў, а таксама дарожна-транспартных здарэнняў. Паколькі буйныя вострыя аскепкі шкла ўяўляюць дадатковую і недапушчальную небяспеку для пасажыраў, выкарыстоўваецца загартаванае шкло, так што ў выпадку паломкі кавалкі тупыя і ў асноўным бясшкодныя. Ветравое шкло або лабавое шкло замест гэтага зроблена з шматслойнага шкла, якое не разбіваецца на кавалкі пры разбіцці, а бакавыя і задняе шкло звычайна загартаваныя.
Іншыя тыповыя прымянення загартаванага шкла ўключаюць:

  • Гаўбечныя дзверы
  • Спартыўныя збудаванні
  • Басейны
  • Фасады
  • Душавыя дзверы і ванныя пакоі
  • Выставачныя плошчы і экспазіцыі
  • Кампутарныя вежы або корпуса

Будынкі і збудаванні
Загартаванае шкло таксама выкарыстоўваецца ў будынках для зборак без каркаса (напрыклад, бяскаркасных шкляных дзвярэй), структурна нагружаных прыкладанняў і любых іншых прыкладанняў, якія стануць небяспечнымі ў выпадку ўздзеяння чалавека. Будаўнічыя нормы ў Злучаных Штатах патрабуюць загартаванага або шматслойнага шкла ў некалькіх сітуацыях, уключаючы некаторыя мансардныя вокны, каля дзвярных праёмаў і лесвіц, вялікія вокны, вокны, якія выходзяць блізка да ўзроўню падлогі, рассоўныя дзверы, ліфты, панэлі доступу пажарнай службы і каля басейнаў.
Бытавое ўжыванне
Загартаванае шкло таксама выкарыстоўваецца ў побыце. Некаторай распаўсюджанай бытавой мэбляй і тэхнікай, у якой выкарыстоўваецца загартаванае шкло, з'яўляюцца бескаркасныя дзверы для душа, шкляныя стальніцы, шкляныя паліцы, шкло для шаф і шкло для камінаў.
Харчаванне
«Загартаваны абадком» паказвае на тое, што абмежаваная вобласць, напрыклад, вобад шкла або талеркі, загартаваная і папулярная ў сферы грамадскага харчавання. Тым не менш, ёсць таксама спецыялізаваныя вытворцы, якія прапануюць цалкам загартаванае/загартаванае рашэнне посуду, якое можа прынесці дадатковыя перавагі ў выглядзе трываласці і ўстойлівасці да цеплавых удараў. У некаторых краінах гэтыя прадукты паказваюцца ў месцах, якія патрабуюць павышанага ўзроўню прадукцыйнасці або патрабуюць больш бяспечнага шкла з-за інтэнсіўнага выкарыстання.
Загартаванае шкло таксама часцей выкарыстоўваецца ў барах і пабах, асабліва ў Злучаным Каралеўстве і Аўстраліі, каб прадухіліць выкарыстанне разбітага шкла ў якасці зброі. Вырабы з загартаванага шкла можна знайсці ў гасцініцах, барах і рэстаранах, каб паменшыць паломкі і павысіць стандарты бяспекі.
Гатаванне і выпечка
Некаторыя формы загартаванага шкла выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі ежы і выпечкі. Вытворцы і брэнды ўключаюць Glasslock, Pyrex, Corelle і Arc International. Гэта таксама тып шкла, які выкарыстоўваецца для дзвярэй духоўкі.
Вытворчасць
Загартаванае шкло можа быць выраблена з адпаленага шкла з дапамогай працэсу тэрмічнага загартоўкі. Шкло ставяць на ролікавы стол, прапускаючы яго праз печ, якая награвае яго значна вышэй тэмпературы пераходу ад 564 °C (1047 °F) да прыкладна 620 °C (1148 °F). Затым шкло хутка астуджаецца з дапамогай прымусовай паветранай цягі, у той час як унутраная частка застаецца свабоднай для цячэння на працягу кароткага часу.
Альтэрнатыўны працэс хімічнай загартоўкі ўключае сцісканне павярхоўнага пласта шкла таўшчынёй не менш за 0,1 мм шляхам іённага абмену іёнаў натрыю ў паверхні шкла з іонамі калію (якія на 30% больш), шляхам апускання шкла ў ванну з расплаўленай калійнай салетры. Хімічная загартоўка прыводзіць да павышэння трываласці ў параўнанні з тэрмічнай загартоўкай і можа прымяняцца да шкляных прадметаў складанай формы.
Недахопы
Загартаванае шкло перад загартоўкай неабходна разрэзаць па памеры або прыціснуць да формы, і пасля загартоўкі яго нельга апрацоўваць. Паліроўка краёў або свідраванне адтулін у шкле праводзіцца перад пачаткам працэсу загартоўкі. З-за збалансаваных напружанняў у шкле пашкоджанне любой часткі ў канчатковым выніку прывядзе да таго, што шкло расколецца на кавалкі памерам з мініяцюр. Шкло найбольш успрымальна да паломкі з-за пашкоджання краю шкла, дзе напружанне расцяжэння найбольшае, але разбурэнне таксама можа адбыцца ў выпадку моцнага ўдару ў сярэдзіне шкла або калі ўдар канцэнтраваны (напрыклад, удары па шкле загартаванай кропкай).
Выкарыстанне загартаванага шкла ў некаторых сітуацыях можа прадстаўляць пагрозу бяспекі з-за тэндэнцыі шкла цалкам разбівацца пры моцным удары, а не пакідаць аскепкі ў аконнай раме.
На паверхні загартаванага шкла прысутнічаюць павярхоўныя хвалі, выкліканыя кантактам з уплощающимися ролікамі, калі яно было сфарміравана з дапамогай гэтага працэсу. Гэтая хвалістасць з'яўляецца істотнай праблемай у вытворчасці тонкаплёнкавых сонечных элементаў. Працэс флоат-шкла можа быць выкарыстаны для забеспячэння лістоў з нізкім узроўнем скажэнняў з вельмі плоскімі і паралельнымі паверхнямі ў якасці альтэрнатывы для розных прыкладанняў шклення.
Дэфекты сульфіду нікелю могуць стаць прычынай самаадвольнага паломкі загартаванага шкла праз гады пасля яго вытворчасці.


Час публікацыі: 20 ліпеня 2020 г