Fizikālās rūdīšanas un ķīmiskās stiprināšanas stikla atšķirību izpēte
Sep 11, 2023
Atstāj ziņu
Ievads:
Stikls ir kļuvis par mūsu dzīves neatņemamu sastāvdaļu, atrodot pielietojumu dažādās jomās, piemēram, elektronikā, mēbelēs, celtniecībā un transportā. Tā kā stikls tiek rūpīgi apstrādāts, lai ražotu tādus produktus kā AG stikls, AR stikls un dekoratīvais stikls, rodas pieprasījums pēc lielākas izturības un drošības. Šeit tiek izmantots rūdīts stikls, jo īpaši AG stikls, kas piedāvā uzlabotu aizsardzību, integrējot to gatavās ierīcēs.
Iedziļināsimies atšķirībās starp AG stikla fizisko rūdīšanu (sauktu par "PT") un ķīmisko stiprināšanu (saukta par "CS"), lai iegūtu labāku izpratni:
Fiziskā rūdīšana: spēks ar kontrolētu dzesēšanu
PT ietver stikla fizikālo īpašību un uzvedības maiņu, nemainot tā elementāro sastāvu. Ātri atdzesējot stiklu no augstām temperatūrām, virsma strauji saraujas, radot spiedes spriegumu. Tikmēr kodols atdziest lēnāk, kā rezultātā rodas stiepes spriegums. Šī kombinācija nodrošina lielāku stikla kopējo izturību. Dzesēšanas intensitāte tieši ietekmē stikla stiprību, jo lielāks dzesēšanas ātrums nodrošina lielāku izturību.
Ķīmiskā stiprināšana: sastāva modificēšana, lai palielinātu izturību
No otras puses, CS maina stikla elementāro sastāvu. Tas izmanto zemas temperatūras jonu apmaiņas procesu, kurā mazāki joni stikla virsmā tiek aizstāti ar lielākiem šķīduma joniem. Piemēram, litija jonus stiklā var apmainīt ar kālija vai nātrija joniem no šķīduma. Šī jonu apmaiņa rada spiedes spriegumu uz stikla virsmas, proporcionālu apmainīto jonu skaitam un virsmas slāņa dziļumam. CS ir īpaši efektīva plāna stikla, tostarp izliekta vai formas stikla, stiprības uzlabošanai.
Apstrādes parametri:
Fiziskā rūdīšana:
Apstrādes temperatūra: parasti veic temperatūrā no 600 grādiem līdz 700 grādiem (tuvu stikla mīkstināšanas punktam).
Apstrādes princips: ātra dzesēšana, kas rada spiedes spriegumu stikla iekšpusē.
Ķīmiskā stiprināšana:
Apstrādes temperatūra: tiek veikta temperatūrā no 400 līdz 450 grādiem.
Apstrādes princips: mazāku jonu jonu apmaiņa stikla virsmā ar lielākiem joniem no šķīduma, kam seko dzesēšana, lai izraisītu spiedes spriegumu.
4. Apstrādes biezums:
Fiziskā rūdīšana: piemērota stikla biezumam no 3 mm līdz 35 mm. Sadzīves aprīkojums bieži koncentrējas uz rūdīšanas stiklu, kura biezums ir aptuveni 3 mm un vairāk.
Ķīmiskā stiprināšana: efektīva stikla biezumam no 0,15 mm līdz 50 mm, tāpēc tas ir īpaši piemērots stikla, kura biezums ir 5 mm vai mazāks, stiprināšanai. Tā izrādās vērtīga metode neregulāras formas plāna stikla stiprināšanai, īpaši to, kas ir mazāks par 3 mm.
Priekšrocības:
Fiziskā rūdīšana Rentabls: PT ir rentablāka metode, padarot to piemērotu liela mēroga ražošanai.
Augsta mehāniskā izturība: PT rada stiklu ar izcilu mehānisko izturību, termisko triecienizturību (spēj izturēt temperatūru līdz 287,78 grādiem) un augstu termiskā gradienta pretestību (var izturēt izmaiņas līdz 204,44 grādiem).
Drošības uzlabojumi: ar vēju dzesētais rūdītais stikls ne tikai pastiprina mehānisko izturību, bet arī saplīst mazos lauskas, tādējādi samazinot traumu risku.
Ķīmiskā stiprināšana:
Augsta izturība un vienmērīgs spriedzes sadalījums: CS ražo stiklu ar ievērojami lielāku izturību nekā parastajam stiklam (5-10 reizes stiprāku), palielinātu lieces izturību (3-5 reizes spēcīgāku) un uzlabotu triecienizturību (5-10). reizes izturīgāks). CS nodrošina lielāku izturību un drošību, salīdzinot ar PT tāda paša biezuma stiklam.
Izcila stabilitāte un formējamība: CS nodrošina vienmērīgu sprieguma sadalījumu, stabilitāti un izmēru integritāti. Tas saglabā savu formu bez deformācijas vai kropļojumiem un neizraisa optiskus kropļojumus. To var izmantot dažādu sarežģītu formu stikla izstrādājumiem, tostarp izliektiem, cilindriskiem, kastītiem un plakaniem dizainiem.
Izturība pret termisko spriegumu: ar CS apstrādāts stikls uzrāda 2-3 reizes lielāku izturību pret straujām temperatūras izmaiņām, izturot temperatūras atšķirības, kas pārsniedz 150 grādus, nesadaloties vai pašeksplodējot.
Piemērots plānam stiklam: CS ir ļoti efektīva stikla, kura biezums ir no {{0}},2 mm līdz 5,0 mm, stiprināšanai. Tas rada izcilus rezultātus, neizraisot lieces vai deformāciju.
Trūkumi:
Fiziskā rūdīšana:
Pašeksplozijas risks: ar PT apstrādāts stikls apstrādes, uzglabāšanas, transportēšanas, uzstādīšanas vai lietošanas laikā var piedzīvot pašeksploziju. Pašeksplozijas laiks ir neparedzams, tas notiek 1 līdz 5 gadus pēc ārstēšanas. Redzami stikla defekti, piemēram, akmeņi, daļiņas, burbuļi, piemaisījumi, robi, skrāpējumi vai malu defekti, kā arī sēra-niķeļa (NIS) piemaisījumi un neviendabīgi daļiņu ieslēgumi var izraisīt pašeksploziju.
Ķīmiskā stiprināšana:
Augstākas izmaksas: CS ir dārgāka nekā PT, un izmaksas ir vairākas reizes augstākas.
Lietojumprogrammas:
Fiziskā rūdīšana:
Plaši izmanto lietojumos, kur nepieciešama augsta mehāniskā izturība un drošība, piemēram, aizkaru sienās, fasādes logos, iekšējās starpsienās, mēbelēs, sadzīves tehnikas un starpsienās, kas atrodas intensīvu siltuma avotu tuvumā vai ir pakļautas straujām temperatūras izmaiņām.
Ķīmiskā stiprināšana:
Galvenokārt izmanto elektronisko displeju produktos, piemēram, monitoros, televizoros, planšetdatoros un viedtālruņos kā aizsargājošus ekrāna paneļus. Tas nodrošina izcilu izturību pret bojājumiem un triecieniem.
Secinājums:
Gan fiziskās rūdīšanas, gan ķīmiskās stiprināšanas paņēmieniem ir nozīmīga loma AG stikla stiprības un drošības uzlabošanā. Fiziskā rūdīšana nodrošina rentablas iespējas ar plašu pielietojumu, savukārt ķīmiskā stiprināšana nodrošina izcilu izturību, vienmērīgu sprieguma sadalījumu un izcilu formējamību, padarot to par ideālu izvēli plānā stikla un elektroniskajiem displejiem. Izpratne par atšķirībām starp šīm divām metodēm ļauj pieņemt apzinātus lēmumus, izvēloties vispiemērotāko pieeju, pamatojoties uz īpašām prasībām un produkta īpašībām.