Chemické zpevnění: Jiný způsob, jak tvrdit sklo

Pokud je temperování o teple a vzduchu, chemické zpevňování je o chemii a trpělivosti. Je to úplně jiný svět,-pomalejší, dražší a technicky vychytralejší. Ale když potřebujete tenké, pevné a nezkreslené sklo-, neexistuje žádná náhrada.

Jak to funguje

Principem je iontová výměna. Vezmete sodné-vápno nebo častěji hlinitokřemičité sklo a ponoříte je do roztavené solné lázně-obvykle dusičnanu draselného (KNO₃)-při teplotě kolem 400–450 stupňů. To je hluboko pod bodem skelného přechodu, takže nedochází k žádnému prohýbání, žádné válcové vlně, žádnému zkreslení.

Sodné ionty na povrchu skla si vymění místa s většími draselnými ionty ze solné lázně. Větší draselné ionty se zaklíní do prostorů určených pro menší sodíkové ionty. Nehodí se. Tato komprese vytváří povrchovou vrstvu pod nesmírným tlakem-typicky 50 000 až 80 000 psi, což je mnohem více, než může dosáhnout tepelné popouštění.

Hloubka této vrstvy, nazývaná "hloubka pouzdra" nebo DOL (hloubka vrstvy), je obvykle 30 až 80 mikronů. Je tenký, ale neuvěřitelně tvrdý.

Na skle záleží

Standardní sodnovápenaté-sklo můžete chemicky posílit, ale výsledky jsou průměrné. Skutečné kouzlo se děje shlinitokřemičitansklo. Obsah hliníku urychluje výměnu iontů a poskytuje vyšší kompresi povrchu a hlubší hloubku pouzdra. Proto je obrazovka vašeho telefonu (Gorilla Glass atd.) hlinitokřemičitá, nikoli okenní sklo.

The Bath: Chemie je všechno

Solná lázeň je živá. Nemusíte jen naplnit nádrž KNO₃ a nazvat to den. Časem degraduje. V lázni se hromadí sodík, který zpomaluje směnný kurz. Pokud je koncentrace sodíku příliš vysoká, ztrácíte sílu.

Operátoři to spravují pomocí:

Pomalé přidávání:nepřetržité podávání čerstvého KNO₃ pro zředění sodíku

Rekondice vany:pravidelně vysypávejte a vyměňujte sůl

Aditiva:některé obchody používají oxid hlinitý nebo jiné sloučeniny, které absorbují sodík a udrží koupel déle aktivní

Zanedbaná lázeň produkuje sklo, které vypadá dobře, ale trvale neprochází testem ohybu. Pouhým okem to není vidět.

Výhoda zkreslení

Proto existuje chemické zpevňování. Tepelné temperování vám dává válečkovou vlnu, oblouk a anizotropii. Chemické posilování vám dávánic z toho. Sklo nikdy nepřekročí svůj bod měknutí. Vychází z vany přesně tak plochý, jak do ní vešel.

Pokud děláte:

Krycí sklo na displeje(dotykové panely, monitory)

Tenké sklo pod 2 mmkterý by se v temperovací peci zkroutil

Složité tvarys vyvrtanými otvory nebo výřezy, které by namáhaly-rozbití stoupačky při kalení

Chemické zpevnění je jedinou odpovědí.

Slevy-

Propustnost.Temperovací linka obíhá sklo každých pár minut. Linka chemického zpevňování cykluje v hodinách-obvykle 4 až 12 hodin na šarži, v závislosti na typu skla a požadované hloubce pouzdra. Neprovozujete vysokou hlasitost; máte vysokou hodnotu.

Čistota.Tady se většina obchodů posere. Sklo musí být před vstupem do vany chirurgicky čisté. Jakákoli kontaminace-otisky prstů, prach, zbytky leštící směsi-vytváří „zastavení-vypnutí“, kde nemůže dojít k výměně iontů. Výsledkem jsou lokalizovaná slabá místa, která se později projeví jako praskliny. Dobré obchody provozují čisté prostory pro nakládání.

Zacházení.Sklo jde do stojanů nebo košů, často s chrániči hran. Nesmíte dovolit, aby se kousky dotýkaly ve vaně. Tam, kde se dotýkají, nedochází k výměně iontů. Tyto kontaktní body se stávají body selhání.

Post-Posílení warpu.Občas se u tenkého skla (pod 1 mm) po zpevnění vyvine jemná deformace v důsledku nerovnoměrných rychlostí výměny iontů mezi dvěma povrchy. Je to známá bolest hlavy. Řešením je pečlivá kontrola rychlosti ponoření a extrakce, někdy s foukáním dusíku pro vyrovnání chlazení.

Testování a kontrola kvality

Chemicky zpevněné sklo se nerozbije na kostky jako tvrzené sklo. Je to stále bezpečnostní sklo v tom smyslu, že je mnohem pevnější, ale vzor rozbití se blíží sklu žíhanému. To znamená, že standardní fragmentační testy se nepoužijí.

Místo toho se průmysl spoléhá na:

DOL (hloubka vrstvy)měřeno měřičem povrchového napětí-obvykle ručním zařízením, které používá hranolovou vazbu ke čtení vlnovodu stlačené vrstvy

Komprese povrchu (CS)měřeno stejným přístrojem,{0}}jaký hledáte rozsah 50 000–80 000 psi v závislosti na aplikaci

Testování kroužkem-na-kroužku nebo čtyřbodovým ohybempro ověření skutečné pevnosti, zejména pro nové typy skla nebo podmínky lázně

Realita trhu

Chemické zpevňování explodovalo v posledních patnácti letech, poháněno výhradně spotřební elektronikou. Tímto procesem prochází každý smartphone, tablet a chytré hodinky. Architektonické aplikace však rostou příliš-tenká, lehká skla pro vnitřní příčky, sprchové dveře, které jsou tenčí než 6 mm, ale stále jsou odolné proti nárazu-, a strukturální sklo, kde na optické čistotě záleží více než na rozbitém vzoru.

Výzvou jsou náklady. Sůl je drahá. Lázně vyžadují neustálé sledování. Časy cyklů snižují propustnost. A pokud pokazíte hromadu předřezaného, ​​předem{5}}vyleštěného krycího skla pro výrobce telefonů, není to šrotovné-, jedná se o rozhovor o tom, zda zůstanete na seznamu dodavatelů.