Химически упрочненное стекло
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2008 г. ) |
Химически упрочненное стекло — это тип стекла которого , прочность повышена в результате химического процесса после производства . Когда оно разбивается, оно все равно разбивается на длинные заостренные осколки, похожие на флоат-стекло . По этой причине оно не считается защитным стеклом должно быть ламинировано и, если требуется защитное стекло, . Однако химически упрочненное стекло обычно в шесть-восемь раз прочнее флоат-стекла . Самая распространенная торговая марка этого вида стекла — Gorilla Glass .
Стекло
[ редактировать ]Стекло химически упрочняется путем обработки поверхности . Стекло погружают в ванну с расплавленной калиевой солью (обычно нитратом калия ) при температуре 334 °C (630 °F) или выше. [1] Это приводит к замене ионов стекла натрия на поверхности ионами калия из ванны.
Эти ионы калия крупнее ионов натрия и поэтому вклиниваются в зазоры, оставленные более мелкими ионами натрия , когда они мигрируют в расплавленный нитрат калия. Эта замена ионов приводит к тому, что поверхность стекла находится в состоянии сжатия, а сердцевина - в компенсирующем напряжении. Поверхностное сжатие химически упрочненного стекла может достигать 690 мегапаскалей (100 000 фунтов на квадратный дюйм).
Механизм упрочнения зависит от того, что прочность стекла на сжатие значительно превышает его прочность на растяжение. Поскольку обе поверхности стекла уже сжаты, требуется определенный изгиб, прежде чем одна из поверхностей сможет даже начать растягиваться. Для достижения прочности на растяжение требуется больший изгиб. Другая поверхность просто испытывает все большее и большее сжимающее напряжение. Но поскольку прочность на сжатие намного выше, разрушения при сжатии не происходит.
Поскольку поверхность химически упрочненного стекла сжимается, оно также значительно более устойчиво к царапинам, чем необработанное стекло. Вот почему экраны мобильных телефонов обычно изготавливаются таким образом. Поскольку телефоны обычно носят в кармане или сумочке вместе с ключами, важна устойчивость к царапинам.
Существует также более совершенный двухэтапный процесс изготовления химически упрочненного стекла, при котором стеклянное изделие сначала погружают в ванну с нитратом натрия при температуре 450 ° C (842 ° F), которая обогащает поверхность ионами натрия. В результате на стекле остается больше ионов натрия, которые при погружении в нитрат калия можно заменить ионами калия. Таким образом, использование ванны с нитратом натрия увеличивает вероятность сжатия поверхности готового изделия.
Химическое упрочнение приводит к усилению, аналогичному упрочнению закаленного стекла . Однако в этом процессе не используются резкие колебания температуры, и поэтому химически упрочненное стекло практически не имеет изгиба или деформации, оптических искажений или структуры деформации. В этом его отличие от закаленного стекла, в котором тонкие детали можно значительно изогнуть.
Кроме того, в отличие от закаленного стекла, химически упрочненное стекло можно резать после закалки, но оно теряет дополнительную прочность примерно в пределах 20 мм после разреза. Точно так же, когда поверхность химически упрочненного стекла глубоко царапается, эта область теряет дополнительную прочность.
Еще одним недостатком химически упрочненного стекла является добавленная стоимость. В то время как закаленное стекло можно производить дешево в процессе производства, химически упрочненное стекло имеет более дорогой путь на рынок. Эти затраты делают продукт неприемлемым для использования во многих приложениях. [2]
Химически упрочненное стекло использовалось для фонаря некоторых истребителей .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ ПабХим. «Нитрат калия» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 23 апреля 2024 г.
- ^ Манден, Джейкоб (23 июня 2018 г.). «Что такое химическая закалка?» . Барретт Лимитед .