Проучване на разликите между физическото закаляване и химическото укрепване на стъклото

Проучване на разликите между физическото закаляване и химическото укрепване на стъклото

Въведение:

Стъклото се превърна в неразделна част от живота ни, намирайки приложения в различни области като електроника, мебели, строителство и транспорт. Тъй като стъклото се подлага на дълбока обработка за производство на продукти като AG стъкло, AR стъкло и декоративно стъкло, възниква търсенето на повишена здравина и безопасност. Това е мястото, където закаленото стъкло, особено AG стъклото, влиза в игра, предлагайки подобрена защита, когато е интегрирано в готови устройства.

Нека се задълбочим в разликите между физическото темпериране (наричано "PT") и химическото укрепване (наричано "CS") на AG стъкло, за да разберем по-добре:

Физическо темпериране: сила чрез контролирано охлаждане

PT включва промяна на физическите свойства и поведението на стъклото, без да се променя неговия елементен състав. Чрез бързо охлаждане на стъклото от високи температури, повърхността претърпява бързо свиване, създавайки напрежение на натиск. Междувременно ядрото се охлажда с по-бавна скорост, което води до напрежение на опън. Тази комбинация произвежда по-висока обща здравина на стъклото. Интензивността на охлаждане пряко влияе върху здравината на стъклото, като по-високите скорости на охлаждане водят до по-голяма здравина.

Химическо укрепване: Модифициране на състава за устойчивост

CS, от друга страна, променя елементния състав на стъклото. Той използва процес на йонообмен при ниска температура, при който по-малките йони в стъклената повърхност се заменят с по-големи йони от разтвор. Например, литиевите йони в стъклото могат да бъдат заменени с калиеви или натриеви йони от разтвора. Този йонен обмен създава натиск върху стъклената повърхност, пропорционален на броя на обменените йони и дълбочината на повърхностния слой. CS е особено ефективен за подобряване на здравината на тънко стъкло, включително извито или оформено стъкло.

Параметри на обработка:

Физическо закаляване:

Температура на обработка: Обикновено се провежда при температури между 600 градуса и 700 градуса (близо до точката на омекване на стъклото).

Принцип на обработка: Бързо охлаждане, водещо до натиск във вътрешността на стъклото.

Химическо укрепване:

Температура на обработка: Извършва се при температури, вариращи от 400 градуса до 450 градуса.

Принцип на обработка: Йонен обмен на по-малки йони в стъклената повърхност с по-големи йони от разтвор, последван от охлаждане за предизвикване на напрежение на натиск.

Дебелина на обработка:

Физическо темпериране: Подходящо за стъкло с дебелина от 3 мм до 35 мм. Домашното оборудване често се фокусира върху закалено стъкло с дебелина около 3 mm и повече.

Химическо укрепване: Ефективно за стъкло с дебелина от 0.15 mm до 50 mm, което го прави особено подходящо за укрепване на стъкло с дебелина от 5 mm или по-малко. Доказва се като ценен метод за укрепване на тънки стъкла с неправилна форма, особено тези под 3 mm.

Предимства:

Физическо закаляване Рентабилен: PT е по-рентабилен метод, което го прави подходящ за широкомащабно производство.

Висока механична якост: PT води до стъкло с отлична механична якост, устойчивост на термичен удар (способен да издържа на температури до 287,78 градуса) и висока устойчивост на термичен градиент (може да издържи промени до 204,44 градуса).

Подобряване на безопасността: Охлажданото от вятъра закалено стъкло не само подсилва механичната здравина, но също така се разбива на малки фрагменти при счупване, намалявайки риска от нараняване.

Химическо укрепване:

Висока якост и равномерно разпределение на напрежението: CS произвежда стъкло със значително по-висока якост от обикновеното стъкло (5-10 пъти по-здраво), повишена якост на огъване (3-5 пъти по-здраво) и подобрена устойчивост на удар (5-10 пъти по-издръжлив). CS осигурява повишена здравина и безопасност в сравнение с PT за стъкло със същата дебелина.

Превъзходна стабилност и формоспособност: CS осигурява равномерно разпределение на напрежението, стабилност и цялост на размерите. Запазва формата си без деформация или изкривяване и не предизвиква оптични изкривявания. Може да се приложи към стъклени продукти с различни сложни форми, включително извити, цилиндрични, кутийни и плоски дизайни.

Устойчивост на термичен стрес: Стъклото, обработено с CS, показва 2-3 пъти по-голяма устойчивост на бързи температурни промени, издържайки на температурни разлики от над 150 градуса без раздробяване или самоексплозия.

Подходящо за тънко стъкло: CS е много ефективен за укрепване на стъкло с дебелини, вариращи от {{0}}.2 mm до 5,0 mm. Постига отлични резултати, без да причинява огъване или изкривяване.

Недостатъци:

Физическо закаляване:

Риск от самоексплозия: Стъклото, обработено с PT, може да претърпи самоексплозия по време на обработка, съхранение, транспортиране, монтаж или употреба. Времето на самовзривяване е непредсказуемо, настъпва някъде от 1 до 5 години след лечението. Видими дефекти в стъклото, като камъни, частици, мехурчета, примеси, вдлъбнатини, драскотини или дефекти по ръбовете, както и примеси от сяра-никел (NIS) и включвания на хетерогенни частици, могат да предизвикат самовзрив.

Химическо укрепване:

По-високи разходи: CS е по-скъп от PT, като разходите са няколко пъти по-високи.

Приложения:

Физическо закаляване:

Широко използван в приложения, които изискват висока механична якост и безопасност, като окачени фасади, фасадни прозорци, вътрешни прегради, мебели, домакински уреди и прегради, разположени в близост до интензивни източници на топлина или подложени на бързи температурни промени.

Химическо укрепване:

Прилага се основно в електронни дисплеи като монитори, телевизори, таблети и смартфони като защитни панели на екрана. Предлага отлична устойчивост на повреди и удар.

Заключение:

Техниките за физическо темпериране и химическо укрепване играят важна роля за повишаване на здравината и безопасността на AG стъклото. Физическото темпериране предоставя рентабилни опции с широки приложения, докато химическото укрепване предлага превъзходна здравина, равномерно разпределение на напрежението и отлична формоспособност, което го прави идеален избор за тънко стъкло и електронни дисплеи. Разбирането на разликите между тези два метода позволява вземането на информирани решения при избора на най-подходящия подход въз основа на специфични изисквания и характеристики на продукта.