В прошлом стекло нельзя было считать прочным материалом, способным выдержать какие-либо нагрузки. Однако, сейчас человечество нашло способ усиления стеклянной поверхности, что помогло сделать функционал этого материала шире.
Стекло начало использоваться в разных сферах промышленности: в строительстве, для производства посуды, в витринах магазинов.
Как получилось усилить стекло и сделать его почти полностью устойчивым к повреждениям?
Стекло начало использоваться в разных сферах промышленности: в строительстве, для производства посуды, в витринах магазинов.
Как получилось усилить стекло и сделать его почти полностью устойчивым к повреждениям?
Что такое закаленное стекло?
Под этим понятием скрыт процесс, включающий термическое или химическое воздействие. Нередко для закалки стекла применяется сразу оба воздействия, чтобы получить более прочный материал.
Изначальным сырьем для упрочнения служит классическое хрупкое стекло. Тогда, что значит закаленное стекло и чем оно отличается от обычного?
Дело в том, что при закаливании стекло подвергается химической обработке или нагреванию. Далее оно резко охлаждается, что приводит к физическим изменениям внутри структуры материала.
То есть, во внутренних слоях стекла появляется напряжение растяжения, а внешние подвергаются напряжению сжатия.
Изначальным сырьем для упрочнения служит классическое хрупкое стекло. Тогда, что значит закаленное стекло и чем оно отличается от обычного?
Дело в том, что при закаливании стекло подвергается химической обработке или нагреванию. Далее оно резко охлаждается, что приводит к физическим изменениям внутри структуры материала.
То есть, во внутренних слоях стекла появляется напряжение растяжения, а внешние подвергаются напряжению сжатия.
Свойства стекла при закаливании
Благодаря закаливанию стеклянная поверхность становится в 5-10 раз устойчивее к механическим повреждениям и ударам. В 5-6 раз сырье станет устойчивее к растяжению и сжатию.
С каленым стеклом можно работать при температуре от -70 до +300 градусов.
Если соединить триплекс и сталинит, то показатели прочности, звукоизоляции и энергосбережения увеличатся в несколько раз.
Также возрастает безопасность материала, так как в его состав вшивается полимер. Он удерживает осколки и не дает им разлетаться после критического для стекла удара.
С каленым стеклом можно работать при температуре от -70 до +300 градусов.
Если соединить триплекс и сталинит, то показатели прочности, звукоизоляции и энергосбережения увеличатся в несколько раз.
Также возрастает безопасность материала, так как в его состав вшивается полимер. Он удерживает осколки и не дает им разлетаться после критического для стекла удара.
Преимущества закаленного стекла
После закаливания материал приобретает много положительных черт, из-за чего становится важным элементом для производственных ниш:
После ионообменной обработки материала, его вполне можно разрезать с небольшой потерей прочности. Область с меньшей прочностью обычно составляет около пары см.
- Прочность. Закаленное стекло прочнее обычного в 5–7 раз. Это делает его устойчивым к ударам и другим механическим воздействиям.
- Прозрачность. Исходя из толщины стекла, его прозрачность меняется от 0,7 до 0,9. Для достижения хорошей прозрачности используется сталинит.
- Безопасность. При разрушении стеклянный материал распадается на мелкие осколки с тупыми краями, что снижает вероятность порезов и травм.
- Низкая теплопроводность. Стеклянная поверхность сохраняет тепло в помещении. Она также способна выдерживать перепады температур без деформации.
- Возможность подбора дизайна для интерьера, производственных товаров. Стекло бывает прозрачным или окрашенным, имеет разные формы и размеры, а также тонируется цветной пленкой.
- Звукоизоляция. Если использовать при изготовлении качественный уплотнитель и толстый слой стекла, то звукоизоляция будет почти полной.
- Долговечность. Закаленный материал сохраняет свои свойства на протяжении более чем 20 лет.
- Доступность. В цене закаленное стекло по стоимости находится посередине. То есть, оно дороже обычного стекла, но дешевле триплекса.
- Устойчивость к атмосферным воздействиям. Материал хорошо выдерживает дождь, снег, град, ультрафиолетовые лучи, сильный ветер.
- Экологичность. Стекло не выделяет вредных веществ и безопасно для окружающей среды.
- Подходит для полирования. Из стекла можно выполнить разные строительные конструкции, элементы мебели.
- Пожаробезопасность. Стекло не горит и не поддерживает горение. Стойкость к высоким температурам позволяет использовать его в банях и саунах.
- Гибкость. Каленый стеклянный материал имеет хорошую прочность на изгиб — 190-210 Мпа. У обычного стекла прочность на изгиб составляет 20 Мпа.
После ионообменной обработки материала, его вполне можно разрезать с небольшой потерей прочности. Область с меньшей прочностью обычно составляет около пары см.
Этапы процесса закалки стекла
Исходя из положительных качеств, хочется узнать, как делают каленое стекло? Возможно ли сделать этот прочный материал в домашних условиях?
Сперва нужно определиться с методом закаливания стеклянного сырья: химический или термический. Каждый из методов имеет свои особенности.
Сперва нужно определиться с методом закаливания стеклянного сырья: химический или термический. Каждый из методов имеет свои особенности.
Термическая закалка
Как закаляют стекло термическим методом? Этот метод применяется для закаливания чаще всего, так как он довольно актуален для большинства заказчиков.
Первым этапом термического закаливания считается придание формы классическому, еще хрупкому стеклу. Помимо этого, в стекле сверлят отверстия, необходимые для будущего продукта, обрабатывают кромку, наносят рисунки.
Далее стекло проходит проверку на наличие каких-либо дефектов.
После проведения подготовительных работ стеклянный материал подвергают термической обработке в горизонтальной или вертикальной печи: нагревают до 530-750 градусов, а затем резко охлаждают 25-30 градусов.
Охладить стекло можно разными методами:
Первым этапом термического закаливания считается придание формы классическому, еще хрупкому стеклу. Помимо этого, в стекле сверлят отверстия, необходимые для будущего продукта, обрабатывают кромку, наносят рисунки.
Далее стекло проходит проверку на наличие каких-либо дефектов.
После проведения подготовительных работ стеклянный материал подвергают термической обработке в горизонтальной или вертикальной печи: нагревают до 530-750 градусов, а затем резко охлаждают 25-30 градусов.
Охладить стекло можно разными методами:
- под высоким воздушным давлением, при постоянном обдувании поверхностей;
- охлаждение в минеральных маслах, расплавленных солях или металлах.
Химическая закалка
Как делают закаленное стекло химическим способом? Данный метод закалки также называют ионным. Он используется в производстве чуть реже. Это может быть объяснено тем, что химическая закалка стоит больше, чем термическая.
Для метода применяются химические компоненты. Сам процесс связан с вытеснением с поверхности стекла ионов натрия и замещением их на соли щелочного металла, ионы калия.
Стекло помещают в специальный раствор при температуре +420 градусов до завершения химического процесса.
Недостатком химической закалки считается то, что несмотря на высокую прочность, материал остается небезопасным. Если стекло разбивается, то оно разлетается на много осколков, по форме напоминающих поплавки.
Тогда как закаливают стекло химическим методом безопасно? В целях обеспечения безопасности при эксплуатации стеклянной поверхности, ее подвергают ламинированию.
Вероятно в будущем оба метода закаливания будут вытеснены более инновационными. Сейчас ученые проводят попытки других способов достижения высокой прочности. Например, на испытательном уровне находятся методы травления, ионного обмена, закаливания в разных комбинациях.
Для метода применяются химические компоненты. Сам процесс связан с вытеснением с поверхности стекла ионов натрия и замещением их на соли щелочного металла, ионы калия.
Стекло помещают в специальный раствор при температуре +420 градусов до завершения химического процесса.
Недостатком химической закалки считается то, что несмотря на высокую прочность, материал остается небезопасным. Если стекло разбивается, то оно разлетается на много осколков, по форме напоминающих поплавки.
Тогда как закаливают стекло химическим методом безопасно? В целях обеспечения безопасности при эксплуатации стеклянной поверхности, ее подвергают ламинированию.
Вероятно в будущем оба метода закаливания будут вытеснены более инновационными. Сейчас ученые проводят попытки других способов достижения высокой прочности. Например, на испытательном уровне находятся методы травления, ионного обмена, закаливания в разных комбинациях.
Применение закаленного стекла
При закаливании стеклянное сырье приобретает ряд полезных свойств, которые необходимы для производственных нужд. В каких сферах используется данный материал?
- Он используется для остекления окон и дверей в жилых домах, офисах, торговых центрах и других зданиях. Стекло обеспечивает хорошую светопропускную способность и защиту от непогоды.
- Из закалённого стекла изготавливают фасады зданий, перегородки внутри помещений, а также стеклянные крыши, купола, панорамные окна. Это позволяет создать стильный дизайн.
- Материал подходит для изготовления светопрозрачных лестниц и систем ограждения.
- В магазинах, музеях, выставочных залах и других местах, где требуется демонстрация товаров или экспонатов, используют витрины из закаленного стекла.
- Стекло с закалкой — необходимый материал для изготовления пуленепробиваемых окон и стен.
- Из данного сырья создаются стеклянные столешницы, полки, дверцы шкафов и другие элементы мебели, что придает им прочность и долговечность.
- Материал нередко закупается на производства каминов, душевых кабинок и даже бань.
- Стекло для автомобилей проходит термическую обработку, чтобы обеспечить безопасность пассажиров при аварии. Оно используется для изготовления фар, задних фонарей и других элементов автомобиля.
Закалка стекла дома
Как закалить стекло самому в домашних условиях? Данный процесс возможно выполнить правильно только в промышленных условиях со специальной техникой.
Домашняя закалка может лишь слегка улучшить характеристики прочности. Например, это может быть актуально для стеклянной тары: стаканов, чашек, банок.
Есть определенный алгоритм действий для домашнего закаливания тары:
Однако, небольшие кружки и стаканы — это зачастую единственное, что можно закалить в домашних условиях. Для более масштабной закалки требуются не только оборудование, но и знание всех процессов.
Если не придерживаться этапов закаливания и не понимать всех особенностей процесса, прочное стекло не получится.
Наша компания AstraGlass занимается закаливанием стекла уже более 20 лет. Мы понимаем, что значит каленое стекло для производства и как правильно осуществить все необходимые процессы для сохранения прочности и безопасности материала.
Домашняя закалка может лишь слегка улучшить характеристики прочности. Например, это может быть актуально для стеклянной тары: стаканов, чашек, банок.
Есть определенный алгоритм действий для домашнего закаливания тары:
- На дно емкости из металла нужно насыпать песка;
- В металлическую тару помещается предмет, который нужно закалить;
- Данный стеклянный предмет заливается холодной водой;
- Необходимо медленно нагреть стекло, кипятить его 20 минут;
- После кипячения необходимо, чтобы тара остыла;
- Далее в стеклянную тару засыпается 2 столовые ложки соли;
- Тара доводится до кипения и кипятится полчаса;
- Спустя заданное время стакан, кружку нужно убрать для застывания в место без сквозняков и резких перепадов температур, чтобы тара не треснула.
Однако, небольшие кружки и стаканы — это зачастую единственное, что можно закалить в домашних условиях. Для более масштабной закалки требуются не только оборудование, но и знание всех процессов.
Если не придерживаться этапов закаливания и не понимать всех особенностей процесса, прочное стекло не получится.
Наша компания AstraGlass занимается закаливанием стекла уже более 20 лет. Мы понимаем, что значит каленое стекло для производства и как правильно осуществить все необходимые процессы для сохранения прочности и безопасности материала.