Упрочненное стекло что это

Упрочнённое стекло

Стекло по своей структуре очень хрупкое и очень легко, неконтролируемо разрушается на множество острых осколков, которые являются травмоопасными, поэтому обычное стекло мы редко применяем в нашем жилище и все чаще создаем технологии, которые направленны на упрочнение стекла. Упрочненное стекло все больше входит в нашу жизнь и начинает окружать нас в большом количестве. Мы применяем его в автомобилестроении, в изготовлении посуды, во внутреннем обустройстве нашего дома, при строительстве зданий и при производстве самолетов, кораблей и прочей техники, которая украшает наш уют и защищает спокойствие.

Стекло по своей структуре очень хрупкое и очень легко, неконтролируемо разрушается на множество острых осколков, которые являются травмоопасными, поэтому обычное стекло мы редко применяем в нашем жилище и все чаще создаем технологии, которые направленны на упрочнение стекла. Упрочненное стекло все больше входит в нашу жизнь и начинает окружать нас в большом количестве. Мы применяем его в автомобилестроении, в изготовлении посуды, во внутреннем обустройстве нашего дома, при строительстве зданий и при производстве самолетов, кораблей и прочей техники, которая украшает наш уют и защищает спокойствие.

ВИДЫ УПРОЧНЕННОГО СТЕКЛА

ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОЕ СТЕКЛО

Главное достоинство термоупрочненного стекла это то, что оно является безопасным при разрушении, так как при его дефрагментации образуются мелкие безопасные осколки. Главным недостатком является то, что при термическом воздействии на стекло, во время закалки, оно теряет плоскостность. Другим значительным недостатком, это образование во внутренних слоях стекла растягивающих напряжений, которые могут приводить к саморазрушению стекла, а это недопустимо для некоторых его мест применения, так как при разрушении термоупрочненного стекла, мелкие его фрагменты создают “0” видимость.

ХИМИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОЕ СТЕКЛО

При высокотемпературном ионном обмене (температура расплава 620 °С) щелочные ионы в поверхностном слое стекла в противоположность низкотемпературному процессу замещаются щелочными ионами с меньшим ионным радиусом. Так, ионы Na+ и К+ стекла замещаются ионами лития из расплава Li2S04 с ионным радиусом 0,068 нм, которые способны проникать в стекло на глубину до 250 мкм. Силикаты лития имеют меньший коэффициент термического расширения, чем силикаты натрия и калия; поэтому при охлаждении стекла диффузионный поверхностный слой сокращается в меньшей степени, чем внутренние слои: следовательно, в нем появляются напряжения сжатия, которые приводят к увеличению механической прочности и термической стойкости стекла. В связи с тем, что толщина сжатого слоя при высокотемпературном ионном обмене больше, чем при низкотемпературном, упрочнение в этом случае может быть 10—12-кратным. Дополнительного упрочнения можно достичь при обработке стекла, упрочненного ионами лития, в расплаве соли калия. Разница между ионными радиусами Li+ и К+ больше, чем в случае Na+ и К+, что и дает значительный упрочняющий эффект.

В нашей стране нашло промышленное применение упрочнение стекла за счет ионного обмена в низкотемпературном варианте.

Химически упрочненное стекло, которое обладает повышенной прочностью, но разрушается длинными заостренными осколками, похожими на поплавок, как у сырого стекла. По этой причине, химически упрочненное стекло не считается безопасным и должны быть обязательно заламинированным, но это и является достоинством, так как это стекло при разрушении не создает «0» видимость, соответственно его можно применять в производстве стекол, которые необходимы в военной, морской, автомобильной и авиационной промышленности. Также, в отличие от закаленного стекла, химически упрочненное стекло может быть разрезано после упрочнения, но теряет дополнительную прочность в области примерно 20 мм от линии реза. Когда поверхность химически упрочненного стекла поцарапана, эта область теряет дополнительную прочность.

Химически упрочненные стекла имеют более высокий коэффициент прозрачности для УФ и ИК лучей в видимом диапазоне. Это позволяет применять его в системах вооружения и конструктора используют стекла, упрочненные химическим путем в приборах наведения, на основе радиочастотного, инфракрасного или лазерного целеуказания. Сторонники этого стекла подчеркивают, что химически упрочненное стекло может применяться не только для использования в военных целях, но оно может быть использовано в многочисленных гражданских применениях, требующих прочность и оптическую прозрачность. Это стекло также полезно для видовых экранов, защитных чехлов и передней поверхностью оптики в агрессивных средах, где рабочие элементы должны быть защищены от высокой температуры, высокого давления или глубокого вакуума. Также данные стекла используются в рабочем окне сканеров, которые находятся в продуктовых магазинах или в терминалах покупки билетов на самолет или поезд.

Химически упрочненное стекло в сравнении с термическим имеет следующие преимущества:

На фото приведены виды дефрагментации стекла при ударе (слева направо: сырое стекло, ламинированное стекло, химически упрочненное стекло, закаленное стекло).

Для получения дополнительной информации, свяжитесь с нашими менеджерами.

Источник

Химическое упрочнение стекла

Одной из технологий закаливания стекла является его химическое упрочнение, которое заключается в погружении изделия в соляную ванну. При этом происходит процесс ионного обмена, когда ионы натрия, содержащиеся в стекле, замещаются ионами калия, что приводит к поверхностному напряжению.

Существует ряд преимуществ химически упрочненного стекла перед его термически обработанными аналогами. Так, при химическом упрочнении не возникает перепад температур, поэтому материал не подвергается деформации, а на его поверхности не возникают оптические искажения. Кроме этого, при разрушении химически упрочненное стекло покрывается удлиненными лучистыми трещинами, которые за счет ламинирования не разлетаются на осколки и сохраняют прозрачность. Термически обработанное стекло в этом отношении хотя и фрагментируется на безопасные скругленные элементы, но становится абсолютно непрозрачным, что лишает его множества возможностей.

Еще один плюс химически упрочненного стекла заключается в том, что его можно резать (потеря прочности отмечается только в радиусе 20 мм от линии реза), тогда как термически обработанные аналоги должны изготавливаться только сразу в размер.

Важно отметить, что термостойкость стекла после химического упрочнения увеличивается в три раза, а ударопрочность и механическая прочность – до шести раз.

Преимущество такого упрочнения позволяет уменьшить общую массу конструкции, увеличить ее прочность относительно традиционного термозакаливания. Если добавить к вышеназванным преимуществам повышенную устойчивость к вибрациям, то такой материал можно без преувеличения назвать универсальным и функциональным в самых разных сферах применения.

Так, химически упрочненное стекло широко используется в космической, авиационной, военной и автомобильной промышленности, а также на социально значимых объектах, в фасадном и интерьерном остеклении, где в первую очередь важна безопасность и антивандальные свойства.

Компания «Приват Гласс» занимается производством химически упрочненного стекла под заказ в соответствии с техническими пожеланиями клиента. Свяжитесь с нашим представителем для получения более подробной информации о сроках, ценах и возможностях производства.

Источник

Закаленные и термически упрочненные стекла: допуски на искривления

Чтобы увеличить прочность стекол и их степень безопасности их подвергают специальным видам термической обработки. Различают два типа термически обработанных стекол:

Стандарты и термины

Для закаленных стекол европейский стандарт EN 12150 применяет термин «thermally toughened glass», а американский стандарт ASTM C1048 – «full tempered glass». Разработанный на основе EN 12150 российский стандарт ГОСТ Р 54162-2010 применяет в английской версии названия сокращенное американское название: «tempered glass». Действует также межгосударственный стандарт на закаленные стекла ГОСТ 30698-2014, который также разработан на основе EN 12150, и, по существу, дублирует ГОСТ Р 54162-2010.

Термически упрочненные стекла европейский стандарт EN 1863 называет «heat strengthened glass», а американский стандарт ASTM C1048 – «heat-strengthened glass» (через дефис). Российский стандарт на термически упрочненные стекла ГОСТ 33087-2014 разработан на основе EN 1863.

Закаленные стекла

Закаленные стекла имеют более высокую прочность и сопротивление термическим нагрузкам, чем термически упрочненные стекла. Их стойкость к ударным нагрузкам в 4-5 раз выше, чем у обычных стекол без термической обработки. В случае разрушения закаленные стекла разрушаются с освобождением большого количества энергии в виде мелких округлых кусочков (рисунок 1). Такой характер разрушения снижает риск тех, кто находится в это время рядом. Поэтому эти стекла считаются безопасными.

Рисунок 1 – Характер разрушения закаленных стекол [1]

Термически упрочненные стекла

Термически упрочненные стекла также обеспечивают более высокое сопротивление термическим и механическим нагрузкам по сравнению с обычными стеклами. Эти стекла приблизительно в два раза прочнее по сравнению с термически необработанными стеклами. В случае разрушения термически упрочненные стекла разбиваются на большие куски, так как при этом выделяется намного меньше механической энергии (рисунок 2). Это связано с тем, что в ходе термической обработки эти стекла подвергаются меньшим напряжениям по сравнению с закаленными стеклами. Когда термически упрочненное стекло разбивается, оно, как правило, остается на своем месте в раме окна или в герметике по периметру фасадного проема. Термически упрочненные стекла сами по себе не являются безопасными, но широко применяются в безопасных многослойных стеклах.

Рисунок 2 – Характер разрушения термически упрочненных стекол [1]

Термическая обработка стекол в закалочной печи

Термическая обработка стекол происходит следующим образом:

Термическая обработка стекол и искривление изображений

Обычно стекло, установленное в строительной конструкции, подвергается различного рода нагрузкам, которые могут вызывать искажения объекта, которые мы видим сквозь стекло или отображения этого объекта с стекле. Эти искажения определяются как изменение формы, ориентации или расположения исходного объекта. Факторы, которые могут вызывать эти искажения, включают следующие:

Ниже будет рассмотрено влияние термической обработки стекол на искривление оптических объектов.

О влиянии изменения погодных условий – температуры воздуха и атмосферного давления – на оптические искажения стекол стеклопакетов см. здесь.

Следы от роликов печи

В печи для закалки стекол стекло размягчается до около 600 ºС. Во время обработки в печи, стекло находится в постоянном циклическом возратно-поступательном движении на керамических роликах. В результате, при проходе через печь стекло в той или иной мере принимает форму этих роликов, что и вызывает заметные волнистые искривления стекла на большинстве изделий из термически обработанного стекла, в том числе, на стеклопакетах (рисунок 3).

Рисунок 3 – Оптические искривления от следов роликов закалочной печи
на закаленных стеклах стеклопакетов [2]

Локальное отклонение от прямолинейности закаленного стекла без покрытия на длине 300 мм не должно превышать (рисунок 4):

Производители стекол способны снижать эти локальные отклонения от воздействия роликов закалочной печи до 0,13 мм [1].

Требования по локальному отклонению от прямолинейности термически упрочненного стекла без покрытия на длине 300 мм более жесткие, чем для закаленных стекол: оно не должно превышать 0,3 мм;

Рисунок 4 – Общий и локальный прогибы стекла:
1 – общий прогиб листа стекла;
2 – ширина, высота или диагональ листа стекла;
3 – локальный прогиб (след ролика);

Общий прогиб стекла

Термически обработанные стекла обычно имеют различного рода отклонения от плоскостности. В зависимости от размера, толщины и типа стекла, оно может иметь прогиб вдоль длины и ширины, а также иметь коробление в центре.

Общее отклонение от плоскостности закаленного стекла без покрытия не должно превышать (см. рисунок 4):

Термически упрочненные стекла в многослойных стеклах

Многослойные стекла иногда называют ламинированными, а также триплексами. Их изготавливают из двух или более стекол с размещением между ними специальной пленки. Всю эту «конструкцию» склеивают вместе при повышенных температуре и давлении в специальном автоклаве.

Многослойные стекла являются безопасными, так как при их разрушении фрагменты стекла остаются приклеенными к пленке, что снижает риск повреждения для людей.

Многослойные стекла могут изготавливаться как из обычных отожженных стекол, так и из термически упрочненных стекол. Применение в многослойных стеклах термически упрочненных стекол имеет следующие преимущества:

Термически упрочненные стекла привносят в многослойные стекла характерные для них оптические искажения, такие как следы от роликов закалочной печи. Однако эти искажения имеют намного менее заметный характер, чем для закаленных стекол. Особенность конструкции многослойных стекол может давать новый тип оптических искажений: эффект линзы в местах утолщения пленки или непараллельности двух стекол.

Полезная информация о применении термически обработанных стекол

Рисунок 5 – Рекомендуемая ориентация стекол в закалочной печи [3]

1. Glass Heat Treatment – Материалы фирмы MULTIVER Ltd, 2017

2. Roller Wave Distortion – Definition, Causes and a Novel Approach to Accurate,

On-line Measurement / Mark Abbott & John Madocks, Applied Process Technologies, Inc., 2017

3. Standard Guidelines and Tolerances – MKH-001 REV. L, материалы фирмы Cristacurva, 2017

Подробнее узнать о навесных вентилируемых фасадах вы можете тут.

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Источник

Что такое закаленное стекло и как его делают

Эксперименты по упрочнению стекла увенчались успехом еще в начале 20 века и разработанные технологии нашли свое применение в различных областях промышленности. Стекло после закалки получает новый набор качеств, сохраняя преимущества обычного стекла, чем и объясняется стабильное увеличение спроса на данную продукцию.

Что такое закалка стекла?

Закалкой стекла называют технологию обработки, включающую в себя термическое, химическое или комбинированное воздействие на материал, результатом которого становится повышение его прочностных характеристик.

Для закаливания подходит обычное (сырое) стекло. Под воздействием химикатов или нагрева с последующим быстрым охлаждением изменяются его физические свойства: во внутренних слоях появляется напряжение растяжения, а во внешних – напряжение сжатия. Благодаря упрочению материала, расширяется область его применения и повышается безопасность использования.

Какие свойства приобретает стекло при закалке?

Закаленное стекло (сталинит) проходит более длительный технологический цикл, что повышает его стоимость. Но это вполне обосновано, поскольку закалка придает стеклу уникальные свойства:

Преимущества закаленного стекла

Закаленное стекло объединяет в себе все достоинства обычного сырого стекла и свойства, приобретенные после закалки, а именно:

ВНИМАНИЕ! Прочность на изгиб, растяжение и сжатие у закаленного стекла сопоставима с показателями стали.

При использовании сталинита в составе триплекса многократно увеличиваются его прочностные характеристики, звукоизоляция и энергосберегающие свойства. Также повышается уровень безопасности при разрушении, что обосновано тем, что между слоями каленого стекла расположен полимер, который удерживает на себе осколки, не давая им разлетаться в стороны.

У закаленного стекла есть и небольшой недостаток, а именно: после закалки его нельзя резать или сверлить – это приводит к его разрушению. Несколько иная ситуация со стеклом, упрочненным химическим путем. Стекло, прошедшее ионообменное упрочение, можно разрезать. Но следует учитывать, что область около 2 см от места реза становится менее прочной.

Технологии изготовления закаленного стекла

Закалка стекла осуществляется посредством термического или химического воздействия.

Метод термообработки

Чаще других используется термический способ закаливания, который включает в себя три последовательных этапа:

Нагрев происходит в горизонтальных или вертикальных печах, а вот для охлаждения используют различные варианты:

Закалка стекла в жидкой среде более эффективна, поскольку скорость отдачи тепла выше, чем при воздушном обдуве.

Химический метод

Альтернативным методом упрочнения стекла является ионообменный. Суть метода состоит в том, что при погружении стекла в расплав соли щелочного металла, ионы калия из расплава замещают ионы натрия с поверхностного слоя стекла. Такую процедуру проводят при температуре 420 °C, что ниже температуры отжига стекла.

После химической закалки стекло приобретает повышенную прочность, но остается опасным при разбивании, разлетаясь на острые удлиненные осколки, по форме напоминающие поплавки. Поэтому изделия, упрочненные ионообменным методом, применяют только при условии их последующего ламинирования.

Поиск наиболее эффективных методов упрочнения стекла продолжается. Ученые используют методы травления, ионного обмена и закалки в различных комбинациях, некоторые из которых показывают хорошие результаты и в перспективе могут быть использованы для массового производства.

СПРАВКА! Отжиг – один из видов термообработки стекла, который заключается в нагреве материала до температуры, при которой стекло достигает граничного состояния между твердым и вязким, после чего его медленно охлаждают. Температура отжига сырого стекла варьируется в пределах от 470 до 530 °C.

Оборудование для закалки

Выбор оборудования зависит от выбранной технологии изготовления стекла. Для наиболее распространенного способа – термической закалки – удобнее всего использовать производственную линию, включающую в себя несколько элементов:

ВНИМАНИЕ! Если закалка выступает отдельным технологическим процессом, то дополнительно понадобится моечно-сушильная машина для обеспечения чистоты сырого стекла.

Область применения

Благодаря свойствам, которое приобретает стекло после закалки, расширяется сфера его использования, в частности, сталинит:

СПРАВКА! Посуда из сталинита обладает функциональностью и долговечностью. Яркий образец такой посуды – граненый стакан. Он не обладает изяществом бокалов, но значительно прочнее при ударах и температурном воздействии.

Как отличить закаленное стекло от обычного?

Разница между обычным и каленым стеклом очевидна при разбивании, но можно обойтись и без кардинальных методов. Для определения вида стекла испробуйте один из способов:

Можно ли закалить стекло в домашних условиях – особенности, проблемы

Без мощного специализированного оборудования достичь результатов, аналогичных закалке в условиях промышленного производства, невозможно. Но можно добиться улучшения прочностных характеристик.

Метод отпуска применяют для упрочнения стеклянной тары – стаканов, банок, бутылей, чашек. Для этого придерживаются последовательности действий:

После такой процедуры закаленным стекло не станет, но прочность и термоустойчивость изделий повысится.

ВНИМАНИЕ! Температура кипения соленой воды немного выше, чем пресной. При добавлении 40 грамм соли на литр воды, температура кипения увеличивается на 1 градус.

Встречаются рекомендации использовать для закалки плавиковую кислоту. Но без специальных навыков и защитного костюма – это небезопасная процедура. Стекло, упрочненное методом вытравливания плавиковой кислотой, действительно становится прочнее по многим параметрам, но даже при незначительном повреждении рассыпается в пыль или на множество мелких осколков. Поэтому изделие после травления нужно обязательно ламинировать.

Еще один способ связан с использованием муфельной печи. Он подойдет тем, у кого есть к ней доступ, например, работникам лабораторий. Для охлаждения изделий подойдет минеральное масло. Покупать такое оборудование для разового или нерегулярного применения нецелесообразно, так как дешевле обойдется приобретение готового изделия из сталинита.

В домашних условиях любые действия по упрочению стекла можно осуществить только с небольшими по размерам изделиями. Чтобы закалить даже обычное оконное стекло, нужно мощное профессиональное оборудование

Заключение

У закаленного стекла много преимуществ, но от обычного стекла его отличают прочность, термостойкость и безопасность. Сложность, габариты и дороговизна оборудования не рассчитаны на работу в домашних условиях. Лучший выход – обратиться в компанию, занимающуюся производством каленого стекла. Так вы получите качественную продукцию с нужными параметрами и по доступной цене.

Источник

Химическая закалка стекла

Химическая закалка стекла — процедура, позволяющая придать стеклянному полотну высокую прочность и сделать его абсолютно безопасным. Главное достоинство данного метода заключается в том, что он позволяет упрочнять стекла, имеющие минимальную толщину и габариты. Подвергать высокотемпературной обработке такие стекла нельзя.

Химическая закалка является самым эффективным методом придания стеклу прочности. Прошедшие такую закалку стеклянные изделия отличаются совершенными оптическими показателями, отсутствием волновых эффектов и малейших следов деформации.

Цена на услугу химической закалки стекла

Цена на химическую закалку стекла в компании «Приоргласс» непременно порадует вас. Мы сами производим стеклянное полотно и осуществляем его закалку химическим способом, что позволяет вам купить каленое стекло, сэкономив на услугах посредников.
Окончательная стоимость заказа складывается из таких факторов, как:

Особенности технологии химической закалки стекла

Технология «химическая закалка стекла» заключается в погружении стеклянного изделия в емкость с соляным расплавом. Температура расплава — от 380 градусов Цельсия. При таких условиях положительно заряженные ионы натрия проходят процедуру замещения положительно заряженными ионами калия методом электрохимического взаимодействия. Замещение производится по всей поверхности стеклянного листа. Так как физическая величина ионов калия превышает величину ионов натрия, процесс их обмена приводит к созданию высокого напряжения сжатия. В результате механическая прочность закаливаемого изделия повышается в двадцать раз по сравнению с обычным стеклом.

Преимущества химической закалки:

Сферы применения хим. закаленного стекла

Хим. закалка стекла позволяет использовать обработанные таким способом изделия в:

Химически закаленные стекла, отличающиеся повышенной прозрачностью для инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, применяются для создания высокоточных лазерных и радиочастотных приборов. Закаленные стеклянные листы не дают ни малейшего оптического искажения и идеально подходят для ветровых стекол различных транспортных средств. Антивандальные свойства химически закаленных стекол позволяют создавать с их помощью разнообразные защитные конструкции.

Где заказать химическую закалку стекла в Москве

Заказать химическую закалку стекла с доставкой вы можете в компании «Приоргласс». Территория доставки — Москва и все другие города страны. В число наших услуг входит не только изготовление стеклянных изделий с любыми характеристиками, но и монтаж их на объекте.

В отличие от закаленных термическим способом стеклянных листов, стекло, прошедшее химическую закалку, мы можем нарезать. Также имеется возможность многослойного ламинирования химически закаленных стекол. Весь перечень заказанных работ мы выполняем в строго оговоренный срок.

Источник