Химическая закалка часовых стекол


 

Закалка (упрочнение) стекла происходит по разработанной российскими специалистами инновационной технологии с использованием методов ионного обмена.

При этом химическая закалка не влияет на оптические свойства стекла и придает ему ряд преимуществ:

* Ударопрочность и механическая прочность увеличиваются в 6 и более раз.

* Термостойкость повышается в 3 раза.

* Значительно возрастает устойчивость к ударам и царапинам.

* Возрастает виброустойчивость и стойкость к истиранию.

Ключевое достоинство закалки стекла в том, что материал сохраняет свои основные свойства, становясь при этом более прочным и гибким.

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Химически закаленное (упрочнённое методом ионного обмена) стекло :

* в ветровых стеклах локомотивов и поездов;

* в боковых стеклах вагонов;

* в элементах оформления интерьера вагнов;

* в сигнальных фарах и прожекторах локомотивов

* в средствах отображения информации пультов управления локомотивов

* в зеркалах заднего вида локомотивов

* в пожаростойких конвтрукциях;

* в антивандальных конструкциях вокзалов и остановочных пунктов;

* при изготовлении стеклопакетов;

* в архитектурных элементах, к которым предъявляются особо жесткие требования;

* в изделиях из фьюзинга;

* при производстве изделий из безопасного ламинированного стекла.

Оценить преимущества такого стекла можно, рассмотрев следующий пример: конструкция из двух химически обработанных стекол толщиной 3 мм всего с 1 слоем EVA или PVB пленки (плоскостность стекла сохраняется) по прочностным показателям превышает значения для конструкции из двух термически закаленных стекол толщиной 4 мм с 2÷3 слоями пленки (для сглаживания дефектов) или термически закаленного стекла толщиной 10 мм. Двери и перегородки из таких заготовок получаются тоньше и легче по массе, дешевле, быстрее ламинируются, допускают облегченную логистику и позволяют использовать легкую фурнитуру, в том числе зажимную.

 

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Процесс химической закалки представляет собой нанесение на поверхность материала специального состава, способствующего замещению активных ионов и повышению механической прочности материала. Данный метод довольно сложен, так как для него необходимы специальные реактивы, а также определенные условия выполнения работы.

В поверхностном слое стекла, погруженного в расплав при темпера туре ~ 400 °С происходит замещение катионов натрия Na+ на большие по атомному радиусу катионы ка лия K+. В результате после остывания в поверхностном слое стекла образуются бóльшие напряжения по сравнению с исходным состоянием. В расплав может быть погружено стекло любой формы и толщины. В процессе об работки поверхность стекла сохраняет свою плоскостность, оптические свойства и не деформируется.

Основными показателями контроля механической прочности являются:

· предел прочности при разрыве (MПа)

· микро твёрдость

· модуль юнга — сопротивляемость растяжению/сжатию при упругой деформации

· толщина слоя сжатия

· толщина слоя замещения

Эпюра напряжений растяжения-сжатия стекла после упрочнения методом ионного обмена показывает, что изменения затрагивают только поверхностный слой стекла, в отличие от эпюры для термически закалённого стекла , в которой значение толщины стекла играет существенную роль — определяет максимальную достигаемую разницу температур на поверхности стекла и в глубине материала.

Зависимость показателей механической прочности для стёкол разной толщины в зависимости от времени выдержки и температуры мало отличаются, причём стекла толщиной 2 и 3 мм дают лучшие показатели и дают возможность достичь максимальных значений устойчивости к царапинам.>

Для целей производства архитектурных и интерьерных ламинированных конструкций достаточно получить стёкла с значением предела прочности в 2 раза больше, чем у термически закалённого стекла — 220÷270 МПа.

Для ветровых стёкол, пулестойких конструкций, огнестойкого стекла — подбирается режим для достижения 350÷720 МПа. Для стекол дисплеев электронных устройств важна устойчивость к царапинам — используются тонкие стёкла толщиной ≤ 3 мм — 250÷1000 МПа.

После определения требуемых показателей прочности стекла подбирается оптимальный температурный профиль (температура-время) для обработки. В результате минимизируется себестоимость операции обработки.

Например, можно оптимизировать период выдержки для достижения предела прочности при разрыве или можно достичь разных характеристик стекла (зона поверхностных изменений (mechanical properties (DPI)), предел прочности при разрыве (flexion resistance).

Стёкла тонких номиналов при химической закалке (2, 3, 4 мм) благодаря высоким показателям прочности после обработки составляют основу дальнейших конструкций из них, тогда как при термической закалке стекла, стёкла тонких номиналов представляют собой самый проблемный объект.

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ЗАКАЛИВАНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ

В расплав для упрочнения можно погружать даже очень маленькие стекла. При этом получаемое стекло допускает механическую обработку и, в отличие от термически обработанного, не деформируется.

Флоат стекло : 2,3÷19 мм, сопротивление на изгиб Н/м 30÷40

Термоупрочнённое стекло : 2,3÷8 мм, сопротивление на изгиб Н/м 50÷100

Термически закалённое стекло : 3,2÷19 мм, сопротивление на изгиб Н/м 120÷200

Химически закалённое стекло : 0,4÷19 мм, сопротивление на изгиб Н/м 250÷600.

Источник: http://watchmanufacture.ru/stat/steclo-zacal.html

 

Закладка Постоянная ссылка.

Комментарии запрещены.