Stiklo fizinio grūdinimo ir cheminio stiprinimo skirtumų tyrimas

Stiklo fizinio grūdinimo ir cheminio stiprinimo skirtumų tyrimas

Įvadas:

Stiklas tapo neatsiejama mūsų gyvenimo dalimi, randama pritaikymo įvairiose srityse, tokiose kaip elektronika, baldai, statyba ir transportas. Kadangi stiklas yra giliai apdorojamas gaminant tokius produktus kaip AG stiklas, AR stiklas ir dekoratyvinis stiklas, atsiranda didesnio stiprumo ir saugumo poreikis. Čia atsiranda grūdintas stiklas, ypač AG stiklas, kuris užtikrina geresnę apsaugą, kai jis yra integruotas į gatavus įrenginius.

Panagrinėkime AG stiklo fizinio grūdinimo (vadinamo „PT“) ir cheminio stiprinimo (vadinamo „CS“) skirtumus, kad geriau suprastume:

Fizinis grūdinimas: stiprumas kontroliuojamas aušinimas

PT apima stiklo fizinių savybių ir elgsenos pakeitimą nekeičiant jo elementinės sudėties. Greitai aušinant stiklą nuo aukštos temperatūros, paviršius greitai susitraukia, todėl susidaro gniuždymo įtempis. Tuo tarpu šerdis vėsta lėčiau, todėl atsiranda tempimo įtempis. Šis derinys padidina bendrą stiklo stiprumą. Aušinimo intensyvumas tiesiogiai veikia stiklo stiprumą, o didesnis aušinimo greitis lemia didesnį stiprumą.

Cheminis stiprinimas: sudėties modifikavimas, siekiant padidinti atsparumą

Kita vertus, CS keičia elementinę stiklo sudėtį. Jame naudojamas žemos temperatūros jonų mainų procesas, kai mažesni jonai stiklo paviršiuje pakeičiami didesniais tirpalo jonais. Pavyzdžiui, ličio jonai stikle gali būti pakeisti kalio arba natrio jonais iš tirpalo. Dėl šio jonų mainų stiklo paviršiuje susidaro gniuždymo įtampa, proporcinga keičiamų jonų skaičiui ir paviršiaus sluoksnio gyliui. CS ypač efektyviai padidina plono stiklo stiprumą, įskaitant lenktą ar formos stiklą.

Apdorojimo parametrai:

Fizinis grūdinimas:

Apdorojimo temperatūra: paprastai atliekama 600–700 laipsnių temperatūroje (arti stiklo minkštėjimo taško).

Apdorojimo principas: greitas aušinimas, dėl kurio atsiranda gniuždymo įtempis stiklo viduje.

Cheminis stiprinimas:

Apdorojimo temperatūra: Atliekama nuo 400 laipsnių iki 450 laipsnių temperatūroje.

Apdorojimo principas: mažesnių jonų jonų mainai stiklo paviršiuje su didesniais jonais iš tirpalo, po to atšaldomas, kad būtų sukeltas gniuždymo įtempis.

Apdorojimo storis:

Fizinis grūdinimas: tinka stiklams, kurių storis svyruoja nuo 3 mm iki 35 mm. Buitinė įranga dažnai skirta grūdinti stiklą, kurio storis apie 3 mm ir didesnis.

Cheminis sutvirtinimas: efektyvus stiklams, kurių storis svyruoja nuo 0,15 mm iki 50 mm, todėl ypač tinka stiprinti stiklą, kurio storis 5 mm ar mažesnis. Tai yra vertingas būdas sustiprinti netaisyklingos formos ploną stiklą, ypač mažesnį nei 3 mm.

Privalumai:

Fizinis grūdinimas Ekonomiškai efektyvus: PT yra ekonomiškesnis metodas, todėl jis tinkamas didelio masto gamybai.

Didelis mechaninis stiprumas: PT suteikia puikų mechaninį stiprumą, atsparumą šiluminiam smūgiui (gali atlaikyti iki 287,78 laipsnių temperatūrą) ir didelį atsparumą šiluminiam gradientui (gali atlaikyti pokyčius iki 204,44 laipsnių).

Saugumo didinimas: vėjo vėsinamas grūdintas stiklas ne tik sustiprina mechaninį stiprumą, bet ir sudužęs sutrupėja į smulkias skeveldras, todėl sumažėja sužalojimo rizika.

Cheminis stiprinimas:

Didelis stiprumas ir vienodas įtempių pasiskirstymas: CS gamina stiklą, kurio stiprumas yra žymiai didesnis nei įprastas stiklas (5-10 kartų stipresnis), didesnis lenkimo stiprumas (3-5 k. stipresnis) ir atsparumas smūgiams (5-10). kartų atsparesnis). CS užtikrina didesnį stiprumą ir saugumą, lyginant su PT tokio paties storio stiklui.

Puikus stabilumas ir formavimas: CS užtikrina vienodą įtempių pasiskirstymą, stabilumą ir matmenų vientisumą. Jis išlaiko formą be deformacijų ar iškraipymų ir nesukelia optinių iškraipymų. Jis gali būti naudojamas įvairių sudėtingų formų stiklo gaminiams, įskaitant lenktą, cilindrinį, dėžutę ir plokščią dizainą.

Atsparumas šiluminiam įtempimui: CS apdorotas stiklas pasižymi 2-3 kartų didesniu atsparumu staigiems temperatūros pokyčiams, atlaiko daugiau nei 150 laipsnių temperatūros skirtumus, nesuduždamas ar nesprogdamas.

Tinka plonam stiklui: CS yra labai efektyvus stiprinant stiklą, kurio storis svyruoja nuo {{0}},2 mm iki 5,0 mm. Jis duoda puikių rezultatų, nesukeldamas lenkimo ar deformacijos.

Trūkumai:

Fizinis grūdinimas:

Savaiminio sprogimo rizika: PT apdorotas stiklas gali savaime sprogti apdorojant, laikant, transportuojant, montuojant ar naudojant. Savaiminio sprogimo laikas yra nenuspėjamas, įvyksta nuo 1 iki 5 metų po gydymo. Matomi stiklo defektai, tokie kaip akmenys, dalelės, burbuliukai, nešvarumai, įdubimai, įbrėžimai ar krašto defektai, taip pat sieros-nikelio (NIS) priemaišos ir nevienalytės dalelių intarpai gali sukelti savaiminį sprogimą.

Cheminis stiprinimas:

Didesnės išlaidos: CS yra brangesnis nei PT, o išlaidos yra kelis kartus didesnės.

Programos:

Fizinis grūdinimas:

Plačiai naudojamas srityse, kurioms reikalingas didelis mechaninis stiprumas ir saugumas, pavyzdžiui, užuolaidinės sienos, fasadiniai langai, vidaus pertvaros, baldai, buitiniai prietaisai ir pertvaros, esančios šalia intensyvių šilumos šaltinių arba veikiamos greitais temperatūros pokyčių.

Cheminis stiprinimas:

Pirmiausia naudojamas elektroninių ekranų gaminiuose, tokiuose kaip monitoriai, televizoriai, planšetiniai kompiuteriai ir išmanieji telefonai, kaip apsauginės ekrano plokštės. Jis pasižymi puikiu atsparumu pažeidimams ir smūgiams.

Išvada:

Tiek fizinis grūdinimas, tiek cheminis stiprinimas atlieka svarbų vaidmenį didinant AG stiklo stiprumą ir saugumą. Fizinis grūdinimas suteikia ekonomiškai efektyvias galimybes su plačiu pritaikymu, o cheminis stiprinimas užtikrina puikų stiprumą, vienodą įtempių pasiskirstymą ir puikų formavimą, todėl tai yra idealus pasirinkimas plono stiklo ir elektroniniams ekranams. Šių dviejų metodų skirtumų supratimas leidžia priimti pagrįstus sprendimus pasirenkant tinkamiausią metodą, pagrįstą konkrečiais reikalavimais ir produkto savybėmis.