Вы здесь

Закаленное, как сталь

Принято думать, что стекло – это хрупкий материал, который легко бьется. Но как же быть с тем фактом, что в наши дни из стекла строят целые здания? Противоречие? Вовсе нет. Просто стекло научились обрабатывать таким образом, что оно может быть сверхпрочным. Процесс его производства даже называется «закалкой». Согласитесь, ассоциации возникают со сталью, которую тоже закаливают. Что же представляет собой этот сложный, но увлекательный процесс, и для чего он необходим?

Закаленное стекло  – это листовое стекло, которое прошло специальную обработку температурой - «закалку», в результате которой в объеме стекла появились, распределенные в четкой закономерности, внутренние напряжения. Именно они и повышают механическую прочность стекла и делают его безопасным при разрушении. Как достигается такой уровень безопасности? Все просто – энергия ударов распределяется равномерно в течение долгого промежутка времени, в результате чего в стекле образуются незаметные взгляду человека микротрещины. Поэтому и осколки получаются мелкие с тупыми гранями размером до 10 мм – сильно ранить человека они не могут.

Закаленное стекло не только безопасное в использовании, но и сверхпрочное. Изгиб на прочность после термообработки составляет от 120 Мпа. Такое стекло может выдержать мощнейшие удары, поэтому оно прочнее обычного в 8, а то и 10 раз.

Благодаря такой прочности, закаленное стекло используется в строительстве – при изготовлении стекольных конструкций для фасадов, остекления коттеджей, саун, душевых кабин, мебели, а также при изготовлении окон и балконных дверей.

После «закалки» стекло становится еще и термостойким – оно выдерживает солидный перепад температур от -150 до +300. Вот поэтому закаленное стекло применяется в сфере энергосберегающих технологий, а также там, где нужно снизить риск проникновения внутрь помещения или транспортного средства ультрафиолетовых лучей. Закаленные стекла широко используются в автомобильной промышленности (их даже маркируют специальным словом «Tempered») при изготовлении боковых или задних стекол, а вот для лобового их использовать запрещено – мелкие осколки в случае разрушения могут повредить глаза водителя.

Чтобы все эти свойства стали возможными, стекло подвергают серьезной процедуре «закалки».

Что из себя представляет весь процесс «закалки»?

Подготовка стекла. На этом этапе внимательно отбираются заготовки – без видимых изъянов таких, как пузыри и царапины – из них вырезаются нужные фигуры, которые моют и просушивают.

После того, как стекло закалено, изменить его форму практически невозможно, поэтому резать, сверлить и шлифовать его нужно до закалки. Теперь вы понимаете, почему подготовительный этап настолько важен.

Сама закалка. Закалка – это обработка обычного стекла температурой. Сначала оно нагревается до температуры закалки 650—680 °C, а потом равномерно охлаждается  холодным воздухом с обеих сторон. После такого температурного воздействия в верхних слоях стекла появляются напряжения сжатия, которые и обеспечивают те самые прочность, устойчивость к перепадам температур и безопасность в случае разрушения.

Третий этап – это обязательный контроль качества, в ходе которого отсеиваются изделия с явными изъянами, которые могут поставить под сомнение его прочность и термостойкость.

Способов закалки по сути два – вертикальный и горизонтальный. Все зависит от положения листа стекла. Причем первый способ используется реже, поскольку сильно деформирует лист в местах крепления. Горизонтальный же способ напротив – максимально автоматизирован и позволяет точно задать толщину и габариты изделия.

Также существует закалка жидкостью, которая позволяет ускорить теплоотдачу. В этом процессе используются минеральные масла, органические жидкости, в частности полиэтилсилоксаны такие, как  ПЭС-3, ПЭС-4, ПЭС-5, расплавленные соли, а также  металлы. Такой способ позволяет закалить стекло малой толщины и при этом сделать его прочным – степень закалки в этом случае будет превышать 4 пор/см.

Сфер применения закаленного стекла множество, начиная от строительства заканчивая линзами для очков, а значит, что его производство будет только совершенствоваться, чтобы еще больше повысить коэффициент его прочности и безопасности.