Теоритические основы процесса закалки стекла

Способ закалки стекла распыленными жидкостями обеспечивает более равномерное охлаждение изделия, позволяет регулировать интенсивность теплоотдачи путем применения жидкостей с различными теплофизическими свойствами и варьирования условий распыления путем изменения конструкций форсунок. Применение этого способа особенно перспективно для закалки крупногабаритных изделий.

Основные достоинства закаленного стекла

Предел прочности закаленного стекла при изгибе может достигать 250 МПа, что более, чем в 5 раз выше, чем у обычного листового стекла.

При испытании на удар прочность закаленного стекла выше в несколько раз по сравнению с обычным стеклом. Закаленное стекло толщиной 4 мм выдерживает испытание "мягким телом" (мешок со свинцовой дробью массой 45 кг) с высоты падения 1200 мм, а листовое стекло не выдерживает удар даже с высоты 300 мм.

Увеличение механической прочности обуславливает повышение термостойкости. У листового стекла термостойкость около 400 °С, закаленного - до 1800 °С, что препятствует разрушению закаленного стекла при перегреве или перепаде температур.

Оптические свойства стекла (коэффициенты пропускания, поглощения, отражения) после закаливания практически не изменяются.

Стекло закалённое при эксплуатации подразделяется на четыре класса защиты - СМ1, СМ2, СМ3, СМ4. Эти классы относятся к безопасным стеклам при испытании так называемым "мягким телом" (кожаный мешок, заполненный свинцовой дробью, весом 45 кг).

Какими же основными свойствами характеризуется закаленное стекло?

Во-первых, в результате закалки увеличивается прочность стекла по отношению, как к механическому, так и термическому воздействию внешней среды. К примеру, максимальная прочность закаленного материала при изгибе достигает 250 МПа. Если сравнить это значение с показателем предельной прочности обычного листового стекла, то оно выше в 5-7 раз.

Во-вторых, при разрушении закаленное стекло рассыпается на мелкие крошки, что говорит о безопасности данного материала.

В-третьих, закаленное стекло способно выдерживать резкие температурные перепады от  -70˚С до 250˚С. Материал может сохранять целостность и свои физические характеристики при медленном возрастании температуры до 1800˚С. В связи с этим закаленное стекло получило широкое распространение в области противопожарного остекления, как основной материал.

В-четвертых, закаленное стекло устойчиво к резким температурным перепадам не только внутри здания, но и снаружи. Данное свойство, в свою очередь, особо ценно в суровых сибирских условиях. В Сибири температура воздуха в зимнее время способна опускаться до  -40˚С на улице, в то время как внутри здания она равняется +30˚С. Обычное же стекло зачастую не выдерживает такой температурной разницы.

В-пятых, в результате термической обработки оптические свойства закаленного стекла сохраняются на 99%. Даже если закалке подверглось тонированное в массе стекло, оно все равно не утрачивает своих оптических характеристик.

Помимо всего прочего отметим, что раскрой и резка закаленного стекла недопустимы. Уже готовые изделия нельзя сверлить, а также подвергать какой-либо другой механической обработке, иначе свойства закаленного стекла могут быть потеряны. Следует заранее предусмотреть все необходимые технологические вырезы и отверстия. Кроме того, стоит сразу же определиться и с обработкой кромки. Все это следует сделать до того, как будет начат процесс закалки материала. К тому же этот момент очень важен и в том плане, что качество данной обработки станет основным параметром в качестве готового изделия, произведенного из закаленного стекла.

Область применения закаленных стекол

Где и как применяется закаленное стекло? Область использования данного материала очень широка. Закаленное стекло может применяться в строительстве самых разнообразных зданий и сооружений благодаря своим уникальным свойствам, а также высокому уровню безопасности по сравнению с обычным листовым стеклом.

Думаю, каждый из нас давно заметил, что современный архитектурный облик большинства городов сейчас определяется, прежде всего, великолепными, прозрачными, легкими системами остекления зданий и сооружений как снаружи, так и внутри. В настоящее время даже определены строительные нормы и правила, касающиеся остекления не только верхних этажей зданий, но и лоджий, балконов. В соответствии с ними остекление должно осуществляться только безопасным стеклом, чтобы избежать травм от острых осколков, которые образуются в результате разрушения материала.

Кроме того, предназначение закаленного стекла заключается в безопасном остеклении светопрозрачных конструкций: окон, дверей, витрин, витражей, зимних садов, зенитных фонарей, телефонных кабин, лестничных ограждений, а также остановок общественного транспорта. Закаленное стекло может применяться как в архитектуре, строительстве, так и для отделки жилых интерьеров. Данный материал дает волю фантазии дизайнеров. С помощью закаленного стекла могут воплощаться в реальность самые смелые дизайнерские идеи и решения по созданию прозрачной мебели, а также самых различных аксессуаров, которые мы только можем себе представить.

Закаленное стекло все чаще используется и в отделке офисов, общественных зданий. Из него изготавливаются стойки рецепции, офисные перегородки, стойки для буклетов, различные виды стендов и др. Оно может быть энергосберегающим, рефлективным, узорчатым, матовым, тонированным или же просто прозрачным. Однако современные здания и сооружения из бетона и стекла должны быть не только красивыми, но и безопасными. Применяя при их строительстве высокопрочное закаленное стекло, застройщики не только преподносят дань моде, но и заботятся о безопасности людей. Ведь именно закаленное стекло сохраняет равновесие эстетики и безопасности.

Список используемой литературы

1. Сулименко Л.М. Общая технология силикатов - М, ИНФРА-М, 2004-336 с.
2. Химическая технология стекла и ситаллов: Учебник для вузов/ М.В. Артамонова, М.С. Асланова, И.М. Бужинский и др.; Под ред. Н.М. Павлушкина. - М.: Стройиздат, 1983. - 432