Istraživanje razlika između fizičkog kaljenja i kemijskog ojačavanja stakla

Uvod:

Staklo je postalo sastavni dio naših života, pronalazeći primjenu u raznim domenama kao što su elektronika, namještaj, građevinarstvo i transport. Kako se staklo podvrgava dubokoj obradi za proizvodnju proizvoda kao što su AG staklo, AR staklo i ukrasno staklo, javlja se potražnja za povećanom čvrstoćom i sigurnošću. Ovdje na scenu stupa kaljeno staklo, posebno AG staklo, koje nudi poboljšanu zaštitu kada se integrira u gotove uređaje.

 

Zadubimo se u razlike između fizičkog kaljenja (naziva se "PT") i kemijskog ojačavanja (naziva se "CS") AG stakla kako bismo bolje razumjeli:

 

Fizičko kaljenje: Snaga kroz kontrolirano hlađenje

PT uključuje promjenu fizičkih svojstava i ponašanja stakla bez promjene njegovog elementarnog sastava. Brzim hlađenjem stakla od visokih temperatura, površina prolazi kroz brzu kontrakciju, stvarajući tlačno naprezanje. U međuvremenu, jezgra se sporije hladi, što dovodi do vlačnog naprezanja. Ova kombinacija proizvodi veću ukupnu čvrstoću stakla. Intenzitet hlađenja izravno utječe na čvrstoću stakla, pri čemu veće brzine hlađenja rezultiraju većom čvrstoćom.

Kemijsko ojačanje: Modificiranje sastava za otpornost

CS, s druge strane, mijenja elementarni sastav stakla. Koristi proces ionske izmjene na niskoj temperaturi, gdje se manji ioni na površini stakla zamjenjuju većim ionima iz otopine. Na primjer, litijevi ioni u staklu mogu se zamijeniti s kalijevim ili natrijevim ionima iz otopine. Ova ionska izmjena stvara tlačno naprezanje na površini stakla, proporcionalno broju izmijenjenih iona i dubini površinskog sloja. CS je posebno učinkovit za povećanje čvrstoće tankog stakla, uključujući zakrivljeno ili oblikovano staklo.

Parametri obrade:

Tjelesno kaljenje:

Temperatura obrade: Obično se provodi na temperaturama između 600 i 700 stupnjeva (blizu točke omekšavanja stakla).

Princip obrade: Brzo hlađenje dovodi do tlačnog naprezanja u unutrašnjosti stakla.

Kemijsko ojačanje:

Temperatura obrade: Izvodi se na temperaturama u rasponu od 400 stupnjeva do 450 stupnjeva.

Princip obrade: Ionska izmjena manjih iona na staklenoj površini s većim ionima iz otopine, nakon čega slijedi hlađenje kako bi se izazvalo tlačno naprezanje.

4. Debljina obrade:

Fizičko kaljenje: Prikladno za debljine stakla u rasponu od 3 mm do 35 mm. Domaća oprema često se fokusira na kaljenje stakla debljine oko 3 mm i više.

Kemijsko ojačanje: Učinkovito za debljine stakla u rasponu od 0.15 mm do 50 mm, što ga čini posebno pogodnim za ojačavanje stakla debljine 5 mm ili manje. Pokazuje se kao vrijedna metoda za ojačavanje tankog stakla nepravilnog oblika, osobito ispod 3 mm.

 

Prednosti:

Tjelesno kaljenje Isplativost: PT je isplativija metoda, što je čini prikladnom za proizvodnju velikih razmjera.

Visoka mehanička čvrstoća: PT rezultira staklom s izvrsnom mehaničkom čvrstoćom, otpornošću na toplinske udare (može izdržati temperature do 287,78 stupnjeva) i otpornošću na visok toplinski gradijent (može izdržati promjene do 204,44 stupnja).

Poboljšana sigurnost: Kaljeno staklo hlađeno vjetrom ne samo da pojačava mehaničku čvrstoću, već se i razbija u male komadiće nakon loma, smanjujući rizik od ozljeda.

 

 

Kemijsko ojačanje:

Visoka čvrstoća i ravnomjerna raspodjela naprezanja: CS proizvodi staklo znatno veće čvrstoće od običnog stakla (5-10 puta jače), povećane čvrstoće na savijanje (3-5 puta jače) i poboljšane otpornosti na udarce (5-10 puta otporniji). CS pruža povećanu čvrstoću i sigurnost u usporedbi s PT za staklo iste debljine.

Vrhunska stabilnost i mogućnost oblikovanja: CS osigurava ravnomjernu raspodjelu naprezanja, stabilnost i dimenzionalni integritet. Zadržava svoj oblik bez deformacije ili izobličenja i ne izaziva optička izobličenja. Može se primijeniti na staklene proizvode različitih složenih oblika, uključujući zakrivljene, cilindrične, kutijaste i ravne dizajne.

Otpornost na toplinski stres: staklo obrađeno CS-om pokazuje 2-3 puta veću otpornost na brze promjene temperature, izdržava temperaturne razlike od preko 150 stupnjeva bez pucanja ili samoeksplozije.

Prikladno za tanko staklo: CS je vrlo učinkovit za ojačavanje stakla debljina u rasponu od {{0}}.2mm do 5.0mm. Daje izvrsne rezultate bez savijanja ili savijanja.

 

Nedostaci:

Tjelesno kaljenje:

Rizik od samoeksplozije: Staklo obrađeno PT-om može doživjeti samoeksploziju tijekom obrade, skladištenja, transporta, instalacije ili uporabe. Vrijeme samoeksplozije je nepredvidivo, događa se između 1 i 5 godina nakon tretmana. Vidljivi nedostaci u staklu, kao što su kamenčići, čestice, mjehurići, nečistoće, zarezi, ogrebotine ili rubni defekti, kao i nečistoće sumpor-nikl (NIS) i heterogene inkluzije čestica, mogu izazvati samoeksploziju.

Kemijsko ojačanje:

Viši trošak: CS je skuplji od PT-a, s troškovima nekoliko puta većim.

 

Prijave:

Tjelesno kaljenje:

Široko se koristi u primjenama koje zahtijevaju visoku mehaničku čvrstoću i sigurnost, kao što su zidovi zavjese, fasadni prozori, unutarnje pregrade, namještaj, kućanski aparati i pregrade smještene u blizini intenzivnih izvora topline ili izložene brzim promjenama temperature.

Kemijsko ojačanje:

Primarno se primjenjuje u elektroničkim zaslonskim proizvodima kao što su monitori, televizori, tableti i pametni telefoni kao zaštitne ploče zaslona. Nudi izvrsnu otpornost na oštećenja i udarce.

 

Zaključak:

Tehnike fizičkog kaljenja i kemijskog ojačavanja igraju značajnu ulogu u povećanju čvrstoće i sigurnosti AG stakla. Fizičko kaljenje pruža isplative opcije sa širokim primjenama, dok kemijsko ojačanje nudi vrhunsku čvrstoću, ravnomjernu raspodjelu naprezanja i izvrsnu sposobnost oblikovanja, što ga čini idealnim izborom za tanko staklo i elektroničke zaslone. Razumijevanje razlika između ove dvije metode omogućuje informirane odluke u odabiru najprikladnijeg pristupa na temelju specifičnih zahtjeva i karakteristika proizvoda.