Din ceea ce sa spus mai sus rezultă că reducerea unicitatii etc. cauzată de prezența sticlăriei în distrugere a acestora tensiuni termoelastice, în special periculoase atunci când distribuția neuniformă în sticlă și în prezența neomogenitati locale în masa sa. În plus, în producția mecanizată modernă, rezistența articolelor reduce în mod semnificativ deteriorarea pe suprafața lor care apare în timpul procesului (microfracturi, zgârieturi etc.). Prin urmare, rezistența produselor poate fi mărită în primul rând prin recoacere atentă, eliminând solicitările termo-elastice reziduale și, de asemenea, prin îmbunătățirea posibilă a omogenității chimice și fizice a masei de sticlă. Cu toate acestea, se folosesc și metode active de întărire a articolelor din sticlă.
Unele metode de întărire constau în slăbirea efectului defectelor în suprafața sticlei (până la îndepărtarea completă a stratului deteriorat prin tratare chimică), după care suprafața este protejată de eventuale deteriorări repetate.
Alte metode de consolidare constau în schimbarea stresului în sticlă, în așa fel încât va crea etsya nouă alocare și noile corelare squeeze-ING si tensiunile de tracțiune, ceea ce duce la o rezistență mai mare-Niju și rezistența termică a produselor.
În URSS, tehnologia de întărire a produselor în cursul procesului tehnologic a fost dezvoltată și este aplicată la un număr de plante prin aplicarea de pelicule polimerice pe bază de siliciu. Filmele sunt aplicate prin pulverizarea emulsiilor apoase ale lichidelor organosiliconice cum ar fi GKZh-84 într-un cuptor de recoacere într-o zonă cu o temperatură de 150-200 ° C organosiliciu stno activ de suprafață și umectează sticlă, ușor Prony-kai în cele mai mici micro-fisuri. Atunci când produsele se răcesc, lichidul polimerizează, formând un film solid continuu pe suprafață, legat ferm de sticlă.
O versiune îmbunătățită a acestei tehnologii este de a proteja suprafața produselor cu două tipuri de acoperiri. . Prima acoperire - oksidnometallicheskaya peliculă pe produsele de prelucrare a-razuyuschayasya perechi de staniu soluții de sare, aluminiu, titan, etc. Cea mai mare la-Menenius au primit tratament cu film protector oksidnoolovyannoy educație-niem perechi SnCU; Tratamentul se efectuează la 650-700 ° C imediat după ce articolele se formează într-o cameră situată deasupra transportorului între mașina de formare a sticlei și cuptorul de recoacere. O soluție de sare de metal cu o concentrație de 5-10% este pulverizată cu o duză la o presiune a aerului de tăiere (29-34) de 104 Pa. Difuzându-se în suprafața de sticlă înmuiată, ionii metalici își sigilează structura, creând efectul așa-numit "ambalare moleculară" într-un strat de până la 0,1 mm grosime. Pe partea superioară a acestui strat dens, este aplicată oa doua acoperire pe aceeași tehnologie - stratul exterior, acoperirea cu organosiliciu. Protecția dublă conferă produselor hidrofobicitate și rezistență la abraziune și impact. Ca rezultat, puterea produselor este crescută cu 25-30%, iar fiabilitatea acestora crește în timpul procesului de service.
Într-o altă formă de realizare a acestei metode pentru filmul organosiliciu călire bariere depuse pe produsele suprafață unicitatii după ce au fost supuse unui tratament chimic, în care este dizolvat și îndepărtat de strat de sticlă fektny aproximativ 100 microni grosime. Prelucrarea constă în gravarea suprafeței produselor cu soluții sau vapori de acid fluorhidric (sau amestecul său cu acid sulfuric). Această metodă poate fi implementată pe linia de producție,
Niya foaie de sticlă și atârnă rezistență în 3-4 ra-za. Stabilitatea termică a produselor crește, de asemenea. Cu toate acestea, utilizarea acestei metode de întărire duce la poluarea aerului, ceea ce împiedică o largă răspândire a metodei.
Încălzirea produselor prin crearea unei distribuții favorabile a stresului în ele. Metodele cele mai răspândite de consolidare a sticlei pe acest principiu sunt călirea și schimbul de ioni.
Calirea. Răcirea rapidă a sticlei, preîncălzită în starea plastică, se numește zakalkoj. Cu acest tratament (vezi Figura 10.1), în straturile superficiale ale sticlei apar solicitări de compresiune, iar eforturile de întindere, deosebit de periculoase pentru rezistență, sunt transferate către straturile interioare ale articolului.
Pentru a clarifica motivele pentru creșterea rezistenței unui produs din sticlă (de exemplu, o placă), atunci când temperăm, ne întoarcem la Fig. 10.5, care arată trei cazuri de distribuție (trei diagrame) de tensiuni pe placa de sticlă: placa este întărită și nu este supusă acțiunii unei sarcini de îndoire (Fig.10.5, a); Placa este recotită cu grijă și se aplică o sarcină de îndoire (fig.10.5, b); Sarcina de îndoire este aplicată pe placa întărită (figura 10.5, c). După cum se poate vedea din diagrama de stres din sticla stinsă, care nu se testează extern. îndoire, stratul de suprafață al sticlei este puternic comprimat și, pe măsură ce distanța de la suprafața tensiunii compresive scade și la o anumită distanță de ea, în așa numitul strat neutru, ele dispar complet. În plus, există straturi de sticlă sub tensiune, crescând treptat pe măsură ce se apropie de mijlocul plăcii de sticlă, unde atinge un maxim. Stresurile din a doua jumătate a plăcilor sunt dispuse simetric în raport cu prima.
Fig. 10.5. Diagramele de stres care apar pe placa de sticlă în timpul stingerii fără sarcină de încovoiere (o), precum și sub influența încărcăturii, a revenit (b) și a stins (c) sticlă
Dacă în direcția axei verticale a unei plăci de sticlă atent tratată, care nu are stres,
pentru a aplica o forță de îndoire, dar în ea există solicitări temporare (Figura 10.5 b). Stratul superior va fi forța maximă de compresie scade treptat spre centrul plăcii, în cazul în care acestea dispar complet. În a doua jumătate a plăcii vor exista deja solicitări temporare de întindere, crescând treptat cu distanța de la axa 0 și maximă în stratul inferior al plăcii.
În Fig. 10.5 c prezintă schema acțiunii aceleiași forțe de îndoire pe placa întărită; se obține din adăugarea diagramelor anterioare (a se vedea figura 10.5 a, b). Atacurile care apar sub influența unei forțe de îndoire se adaugă tensiunilor deja existente. Ca urmare, în stratul superior al plăcii întărite, comprimat prin forța totală, eforturile de compresiune sunt mult mai mari decât în placa recoacere; În plus, în placa recoascută, eforturile maxime de tracțiune sunt la cea mai joasă suprafață, iar eforturile maxime de tracțiune ale plăcii întărite sunt deplasate spre interior și sunt mult mai mici.
În consecință, sub influența forței de îndoire aplicate, sticla călită prezintă o comprimare mai mare în stratul superior și o întindere inferioară în stratul inferior decât cea relizată. Deoarece rezistența la tracțiune a stivei este de 10 ori mai mare sub compresie decât în tensiune, este clar de ce sticla securizată are o rezistență sporită.
Rezistența mecanică și rezistența la căldură a sticlei călite depind de gradul de răcire (notat cu A), care este determinat de mărimea tensiunilor din stivă. Ca și în controlul de recoacere, tensiunile sunt măsurate optic de către un polarimetru atunci când capătul plăcii de sticlă este văzut prin planul mijlociu. Tensiunile din sticlele stingate sunt de obicei exprimate în unități convenționale - ordine de mărime de 1 cm (N / cm). Ordinea este egală cu 540 mm / cm.
Gradul de întărire a sticlei călite cu capete deschise poate fi calculat prin formula A = 11 [B-d),
Unde eu - diferența de cale a razelor obișnuite și extraordinare în planul mijlociu al plăcii, mmkm / cm; B, d sunt, respectiv, lungimea și grosimea plăcii,
Cu cât gradul de întărire este mai ridicat, cu atât este mai mare rezistența mecanică și rezistența la căldură a sticlei. Gradul de întărire determină, de asemenea, natura ruperii de sticlă. Cu o creștere a gradului de stingere, sticla este spart în toate fragmentele mai mici ale căror fețe sunt netede, nereterate. Ca o consecință, sticla călită este sigură să se rupă. În funcție de gradul de temperament-ing și fractură sunt trei grupe principale de sticlă călită: foarte temperat - super-puternic (peste 4 A N / cm), călită (A2-4 N / cm) și poluzakalennoe (D până la 2 N / cm ). Prima dintre acestea, la o dată Rushen dă cele mai mici fragmente de cruste, până ce particulele de pulbere, iar al doilea - mici fragmente de o formă rotunjită, cu margini netăietoare iar al treilea - fragmentele ascuțite de formă alungită.
În procesul de temperare, modurile de încălzire și de răcire sunt de o importanță primordială. În primul rând, produsul trebuie încălzit uniform la temperatura de temperare așa-numită. Temperatura de stingere depinde de compoziția chimică a sticlei și este întotdeauna mai mare decât temperatura de tranziție vitroasă Tg. Sub temperatura de stingere se înțelege temperatura optimă, peste care nu se observă o creștere a gradului de întărire la acest mod de răcire. Dacă geamul este încălzit la o temperatură mai mică decât temperatura de stingere, gradul de stingere este scăzut, ceea ce determină ruperea spontană a sticlei în timpul răcirii. Pentru foile de sticlă verticale, temperatura de stingere este de 630-650 ° C. Timpul de încălzire depinde de grosimea stivei și este de 36-50 s pe 1 mm grosime de sticlă. De exemplu, durata de încălzire a unei grosimi de sticlă de 6 mm 3 min 40 s - 5 min. Modurile de răcire sunt ajustate ținând cont de faptul că gradul de întărire depinde în principal de viteza fluxurilor de aer pe suprafața stivei, grosimea sticlei și compoziția sa chimică. Răcirea trebuie să fie uniformă.
Sticla securizată diferă de rezistența obișnuită semnificativ mai puternică la impact și îndoire. O foaie de sticlă securizată cu o grosime de aproximativ 6 mm poate rezista impactului unei minge care se încadrează cu o greutate de 0,8 kg de la o înălțime de 2 m. Rezistența la încovoiere este crescută de 4-5 ori până la o valoare de cel puțin 125 MPa. Sticla securizată a crescut stabilitatea termică și rezistă schimbărilor abrupte de temperatură de până la 270 ° C, în timp ce sticla obișnuită este crăpată la o diferență de temperatură de 70 ° C. Sticla plată și curbată este utilizată pentru geamuri. Sunt fabricate, de asemenea, țevi temnite, sticlă de mine, izolatoare și produse similare.
Încălzirea sticlei prin schimbul de ioni. Procesul
schimbul de ioni constă în deplasarea ionilor de metale alcaline din stratul de suprafață din sticlă de plastic încălzită de ioni ai altor metale alcaline. Pentru aceasta, sticla este imersată în topitură de sare a metalelor alcaline difuzate la o temperatură sub temperatura de recoacere superioară, astfel încât tensiunile rezultate nu sunt relaxate, ci sunt reținute în sticlă. Schimbul de ioni poate fi la temperaturi joase, la temperaturi ridicate și combinat (dublu).
La schimbarea ionică la temperatură scăzută (temperatura de topire 420 ° C), ionii alcalini din stratul de suprafață al sticlei sunt înlocuiți cu ioni alcalini cu o rază ionică mare. Astfel, ionii Na + cu o rază de 0,098 nm sunt înlocuiți de obicei cu ioni K + cu o rază de 0,133 nm. În acest caz, cavitățile schelei de oxigen de oxigen în structura de sticlă se diminuează și plasa structurală a stratului de suprafață al sticlei este compactată la o adâncime de 30-40 pm. Acest lucru duce la o creștere a rezistenței mecanice a sticlei în 3-4 ori, iar stabilitatea termică de 1,5-2 ori.
În schimbul de ioni la temperaturi înalte (temperatura topiturii 620 ° C), ionii alcalini din stratul de suprafață al sticlei, spre deosebire de procesul cu temperatură scăzută, sunt înlocuiți cu ioni alcalini cu o rază ionică mai mică. Astfel, ionii de sticlă Na + și K + sunt înlocuiți cu ioni de litiu din topitura Li2S04 cu o rază ionică de 0,068 nm care poate pătrunde în sticlă la o adâncime de până la 250 pm. Silicații de litiu au un coeficient de expansiune termică mai mic decât silicații de sodiu și potasiu; Cu toate acestea, după răcire sticlă Zeon strat Diffie suprafață este redusă într-o măsură mai mică decât straturile interioare: de aceea, este în efort de compresie, care duce la Uwe-lichenie rezistență mecanică și sticlă stand-os termic. În legătură cu faptul că grosimea stratului comprimat în timpul schimbului de ioni la temperatură înaltă este mai mare decât în cazul schimbului de ioni la temperatură joasă, întărirea în acest caz poate fi de 10-12 ori. Încărcarea suplimentară se poate obține prin prelucrarea sticlei, întărită de ionii de litiu, în topitura de sare de potasiu. Diferența dintre razele ionice de Li + și K + este mai mare decât în cazul Na + și K + „, care conferă un efect de întărire semnificativ.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: