Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Закаленное стекло- как производится, где применяется, какие плюсы и минусы?

Infiltrator [97.1K] 9 лет назад
1

Подробный ответ - в книге "Химия в технологиях индустриального общества". Вот выдержка оттуда (картинки не скопировались).

В промышленности для упрочнения стекла его закаляют. Закалку осуществляют путем резкого охлаждения горячего стекла.

Это может сделать его очень прочным. Это свойство закаленного стекла широко используется на практике. Если напряжения создаются в стекле направленно и равномерно, то они в значительной степени упрочняют стекло. Чтобы понять, почему это возможно, рассмотрим лист быстро охлажденного с обеих сторон стекла.

Как и в случае шарика, наружные слои такого стекла будут испытывать сильное сжатие, которое по мере продвижения внутрь листа сначала уменьшается, а потом переходит в напряжение растяжения – оно максимально в центре, как это показано на рисунке. Распределение напряжений в нижней половине листа зеркально повторяет картину в верхней части.

Рисунок

Рассмотрим теперь, как будут вести себя под нагрузкой обычное и закаленное стекло. Положим лист стекла на две опоры и надавим сверху. В обоих случаях верхняя изогнутая часть стекла будет испытывать сжатие, а нижняя часть – растяжение. Для листа из незакаленного стекла распределение напряжений показано на рисунке Б. Очевидно, что максимальные нагрузки приходятся на самые внешние слои – а они как раз и самые слабые – по причинам, о которых говорилось выше. При этом стекло начнет разрушаться снизу, так сжатие оно выдерживает в десять раз лучше, чем растяжение – как, впрочем, и другие материалы.

Проделаем ту же операцию с закаленным стеклом. Здесь прилагаемая механическая нагрузка приведет к напряжениям, которые будут налагаться на уже имеющиеся в стекле. Казалось бы, это должно только ухудшить дело. Действительно, в верхней части стекла суммарное напряжение сжатия еще более вырастет, как показано на рисунке В. Но дальше сложение напряжений приведет к тому, что наиболее опасные напряжения растяжения будут максимальными где-то внутри листа, тогда как вблизи нижней поверхности напряжения могут оказаться очень малыми. Итак, под влиянием изгибающего усилия закаленное стекло испытывает по сравнению с отожженным стеклом большее сжатие в верхнем слое и меньшее растяжение в нижнем слое. В результате на лист закаленного стекла, лежащего на двух опорах, может встать несколько человек – лист прогнется в 4 – 5 раз сильнее, чем обычное стекло, но не сломается! Закаленное стекло значительно превосходит обычное и по термическим нагрузкам – оно выдерживает перепады температур до 270оС, тогда как обычное растрескивается уже при быстром изменении температуры на 70оС.

В настоящее время закаленное стекло производят в большом количестве. Для закалки листового стекла его нагревают до 600 – 650оС и затем быстро охлаждают путем равномерного обдувания воздухом на специальной обдувочной решетке. При этом в стекле создаются сильные и равномерно распределенные напряжения. Такое стекло по своим термическим и механическим свойствам значительно превосходит обычное. Например, листовое отожженное стекло толщиной 5 – 6 мм выдерживает без разрушения удар стального шара массой 800 г при его падении с высоты не более 15 см. Если же это стекло закалить, то оно уже сможет выдержать без разрушения удар тяжелого стального шара при его падении с высоты 120 см! Прочность на изгиб у закаленного стекла тоже в 4 – 5 раз выше, чем у обычного. Такое «небьющееся» стекло применяют для остекления вагонов, автомобилей, самолетов и т.д. Главная его особенность в том, что при аварии оно не дает, как обычное стекло, больших кусков с очень острыми краями, которые исключительно опасны, а рассыпается на небольшие (примерно 3 – 5 мм) кусочки округлой формы без острых краев. Для еще большей безопасности передние стекла автомобилей делают из так называемого триплекса: комбинации из двух листов обычного или закаленного стекла, склеенных прозрачным и упругим слоем синтетического полимера. При ударе осколки такого стекла остаются на месте, так как удерживаются полимером.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Infiltrato­r [97.1K]
По сути вопроса можно было и в 200 символов уложиться.  9 лет назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация