Kémiai szilárdítás: az üveg keményítésének másik módja

Ha a temperálás a hőről és a levegőről szól, a kémiai erősítés a kémiáról és a türelemről szól. Ez egy teljesen más világ,-lassabb, drágább és technikailag bonyolultabb. De ha vékony, erős és -torzulásmentes üvegre van szüksége, nincs más.

Hogyan működik

Az alapelv az ioncsere. Vegyen szódabikarbónát, vagy gyakrabban alumínium-szilikát üveget, és merítse olvadt sófürdőbe, -általában kálium-nitrát (KNO₃)-körülbelül 400–450 fokos hőmérsékleten. Ez jóval az üvegesedési pont alatt van, így nincs megereszkedés, görgős hullám, nincs torzulás.

Az üvegfelületben lévő nátriumionok helyet cserélnek a sófürdőből származó nagyobb káliumionokkal. A nagyobb káliumionok beékelődnek a kisebb nátriumionok számára kialakított terekbe. Nem illenek. Ez az összenyomás hatalmas feszültség alatt-hoz létre egy felületi réteget, amely jellemzően 50 000-80 000 psi, sokkal nagyobb, mint amit a termikus temperálás elérhet.

Ennek a rétegnek a mélysége, amelyet "ügymélységnek" vagy DOL-nak (depth of layer) neveznek, általában 30-80 mikron. Vékony, de hihetetlenül kemény.

Az üveg számít

Kémiailag megerősítheti a szabványos nátron{0}}mészüveget, de az eredmények közepesek. Az igazi varázslat vele történikalumínium-szilikátüveg. Az alumíniumtartalom felgyorsítja az ioncserét, és nagyobb felületi tömörítést és mélyebb házmélységet biztosít. Ezért van a telefon képernyője (Gorilla Glass stb.) alumínium-szilikát, nem ablaküveg.

A fürdő: A kémia minden

A sófürdő él. Nem csak megtölt egy tartályt KNO₃-val, és azt egy napnak nevezi. Idővel lebomlik. A fürdőben nátrium halmozódik fel, lelassítva az árfolyamot. Ha a nátrium koncentrációja túl magas lesz, elveszíti az erőt.

Az üzemeltetők ezt a következőkkel kezelik:

Lassú hozzáadás:folyamatos friss KNO3 adagolás a nátrium hígításához

A fürdő felújítása:rendszeres időközönként kidobja és cseréli a sót

Adalékok:egyes üzletek timföldet vagy más vegyületeket használnak a nátrium felszívására és a fürdő hosszabb ideig történő aktív megőrzésére

Az elhanyagolt fürdő olyan üveget eredményez, amely jól néz ki, de a hajlítási teszteken következetesen megbukik. Szabad szemmel nem lehet látni.

A torzítás előnyei

Ezért létezik a kémiai erősítés. A termikus temperálás görgős hullámot, íjat és anizotrópiát biztosít. A kémiai erősítés adegyik sem. Az üveg soha nem megy a lágyuláspontja fölé. Pontosan olyan laposan jön ki a fürdőből, mint ahogy bement.

Ha készíted:

Takaróüveg kijelzőkhöz(érintőpanelek, monitorok)

2 mm alatti vékony üvegamely egy temperáló kemencében megvetemedne

Összetett formákfúrt lyukakkal vagy kivágásokkal, amelyek feszültséget okoznának-a felszálló csőtörésének kioltáskor

A kémiai megerősítés az egyetlen válasz.

Az átváltások{0}}

áteresztőképesség.Egy temperáló sor pár percenként körbeforgatja az üveget. Egy kémiai szilárdító zsinór ciklusonként -általában 4-12 órát vesz igénybe tételenként, az üveg típusától és a szükséges tokmélységtől függően. Nem fut nagy hangerőt; nagy értéket képviselsz.

Tisztaság.Ez az a hely, ahol a legtöbb bolt tönkremegy. A fürdőbe lépés előtt az üveget műtétileg meg kell tisztítani. Bármilyen szennyeződés-ujjlenyomat, por, polírozószer-maradványok-leállást-hoznak létre, ahol az ioncsere nem történhet meg. Az eredmény helyi gyenge pontok, amelyek később repedésként jelennek meg. A jó üzletekben tiszta helyiségek vannak a berakodáshoz.

Kezelés.Az üveg állványokba vagy kosarakba kerül, gyakran élvédővel. Nem hagyhatja, hogy a darabok összeérjenek a fürdőben. Ahol összeérnek, ott nem történik ioncsere. Ezek az érintkezési pontok meghibásodási pontokká válnak.

-A vetemedés erősítése.Időnként a vékony üvegen (1 mm alatti) finom vetemedés alakul ki az erősödés után a két felület közötti egyenetlen ioncsere miatt. Ismert fejfájás. A megoldás a bemerítési és elszívási sebesség gondos szabályozása, néha nitrogénfúvással a hűtés kiegyenlítése érdekében.

Tesztelés és minőségellenőrzés

A kémiailag erősített üveg nem törik kockákra, mint az edzett üveg. Abban az értelemben még mindig biztonsági üveg, hogy sokkal erősebb, de a törésminta közelebb áll az izzított üveghez. Ez azt jelenti, hogy a szabványos töredezettségi tesztek nem alkalmazhatók.

Ehelyett az iparág a következőkre támaszkodik:

DOL (réteg mélysége)felületi feszültségmérővel mérve-általában egy kézi eszköz, amely prizmacsatolást használ az összenyomott réteg hullámvezető hatásának leolvasására

Felületi tömörítés (CS)ugyanazzal a műszerrel mérve-azt az 50 000–80 000 psi tartományt az alkalmazástól függően

Gyűrű-a-gyűrűn vagy 4 pontos hajlítási teszta tényleges szilárdság ellenőrzésére, különösen új üvegtípusoknál vagy fürdőkörülményeknél

A piaci valóság

A kémiai erősödés robbanásszerűen megnőtt az elmúlt tizenöt évben, teljes mértékben a fogyasztói elektronika vezérelte. Minden okostelefon, táblagép és okosóra átmegy ezen a folyamaton. Az építészeti alkalmazások azonban egyre nőnek a túl vékony, könnyű üveg belső válaszfalakhoz, a 6 mm-nél vékonyabb, de mégis ütésálló-zuhanyajtókhoz, valamint a szerkezeti üvegekhez, ahol az optikai tisztaság fontosabb, mint a törésminta.

A kihívás a költség. A só drága. A fürdők folyamatos ellenőrzést igényelnek. A ciklusidők leállítják a teljesítményt. És ha sok előre-előre-csiszolt borítóüveget csavar össze egy telefongyártó számára, az nem egy selejtdíj-, hanem arról beszélünk, hogy a szállítók listáján marad-e.