Технологии закалки стекла

Закаливание – это специальная технология обработки стекла. Ежедневно мы сталкивается с десятками предметов из закаленного стекла. По своему внешнему виду обычное и закаленное стекло ничем не отличаются.

Закаленное стекло производят по такой же методике, что и обычное. Отличием является то, что в дальнейшем оно проходит обработку высокими температурами в специальных печах. Это делается для того, чтобы повысить прочность стекла.

Способы закаливания стекла

Технологии закалки стекла связаны, в основном, с тем, какой тип печи будет использоваться. Сама по себе процедура закаливания стандартна. Она основана на применении высоких температур к стеклу. Результатом закаливания становится повышение прочности стекла.

Такой эффект достигается за счет того, что при нагревании и быстром охлаждении в стекле появляются напряженные участки. Материал становится неоднородным по своей структуре. Закаленное стекло абсолютно не восприимчиво к изменению температур и никак не портится от этого.

Единственным недостатком такого материала является то, что, разбиваясь, закаленное стекло рассыпается на тысячи маленьких кусочков. Мелкие осколки могут попасть в кожу и доставить массу неприятностей. Те кусочки, что крупнее, имеют более округлые края, и риск порезов сокращается.

После того как была проведена процедура закаливания, стекло становится невозможно распилить, разрезать, каким-либо образом изменить его форму. По этой причине до момента закаливания стекло обрабатывают всеми необходимыми способами. Закаливают уже готовое изделие.

Закаленное стекло широко используется и в мебельной индустрии и при производстве окон. Этот материал применяют для изготовления стеклотары, лабораторной посуды. В нашей стране компании внедрили закаливание стекла в свое производство еще не до конца. Объясняется это тем, что требуются дополнительные затраты, даже несмотря на то, что технологии закалки стекла крайне просты. На западе уже давно поняли, что результат оправдает все затраты, и широко применяют закаливание стекла.

Технологии закалки стекла отличаются совсем незначительно и включают несколько основных этапов. Первый этап подразумевает подготовку стекла, его резку, обработку всех краев, которые, к слову, также закаливают особым образом – горизонтально.

Резка стекла происходит, когда этого требуют габариты печи или готовое изделие.

Температура внутри печи достигает 800°С. Второй этап – это управление процессом закаливания при помощи прогрессивных компьютерных технологий. И по завершении процесса стекло остужают. Делается это в специальном помещении, где на нагретое стекло направляют струи охлажденного воздуха.

Преимущества закаленного стекла

Стекло после закаливания приобретает следующие преимущества. Оно становится намного прочнее обычного, примерно в 10 раз. При разбитии осколки от закаленного стекла менее травматичные. Они практически не способны нанести порезов, так как имеют тупые края.

Закаленное стекло можно использовать в широком температурном диапазоне, не опасаясь за то, что оно потеряет свои свойства.

Области применения технологий закалки стекла

Применяют закаленное стекло во многих областях. Например, это отличный вариант для остекления домов. Закаленное стекло очень хорошо пропускает свет. Часто такое стекло используют для остекления детских комнат. Это связано с тем, что при попадании в окно какого-либо предмета (дети часто что-то бросают), оно не разобьется, а лишь треснет, не причинив никому вреда.

Очень часто закаленное стекло применяют при возведении стеклянных участков в фасадной части здания. Витрины в магазинах, перегородки внутри помещений, двери, части корпусной мебели, стекла в автомобилях, оранжереи и холодильные полки – это далеко не полный перечень сфер, в которых применяют закаленное стекло.

Закаленное стекло очень популярно при изготовлении мебели. При использовании обычного стекла какие-либо нагрузки на него должны быть исключены. Закаленное же стекло выдерживает большое давление. Поэтому из него изготавливают полки, столики и даже лестничные ступеньки.

Специфические свойства закаленного стекла

Чтобы сделать обычное стекло более прочным к ударным нагрузкам, перепадам температур, а также более безопасным в случае разрушения, к нему применяется специальная обработка высокими температурами с последующим охлаждением – закалка. В результате закалки в материале стекла остаются постоянные напряжения, благодаря которым стекло теряет однородность и приобретает новые свойства.

Стекло, прошедшее закалку, нельзя сверлить или резать – это приведет к его разрушению вследствие наличия внутренних напряжений. Благодаря использованию технологии закалки стекла оно становится в 5-10 раз прочнее к ударным нагрузкам и намного более устойчивым к разрушению вследствие температурных перепадов, чем обычное стекло.

Если закаленное стекло разбивается, оно не несет опасности травмы для человека, так как его осколки – мелкие, с тупыми краями, об которые невозможно порезаться. Если разбить обычное стекло, образуются крупные осколки с острыми гранями, очень травмоопасные.

Применение стекла после закалки

Стекло, прошедшее закалку, применяется:

• в строительстве;
• в интерьерном дизайне;
• в производстве мебели;
• для производства перегородок, ограждений, витрин, декоративных конструкций, душевых кабин;
• для производства автостекол;
• в производстве оптической, фото- и видеоаппаратуры и техники, а также для производства научно-исследовательской аппаратуры, приборов и инструментов.

Особенности технологии закалки стекла

Для создания закаленного стекла используются специальные печи, в которых стеклянные заготовки проходят специальную обработку. Технология закалки стекла предусматривает два этапа. На первом стеклянная заготовка разогревается до температуры, превышающей температуру плавления (650-800С). На втором – быстро и равномерно охлаждается. Этап охлаждения самый важный и ответственный в процессе производства закаленного стекла.

Чтобы интенсивность охлаждения была максимально высокой, применяют специальные охлаждающие среды. Часто для охлаждения используется обдув холодным воздухом. Повысить эффективность охлаждения можно, если вместо воздуха применять жидкости, что позволяет добиться более высокой скорости отдачи тепла. Для этого на линиях по закалке стекла используются различные минеральные масляные жидкости, полиэтилсилоксаны, расплавленные соли, кремнийорганические и другие жидкости. Благодаря использованию таких жидкостей становится возможным увеличить не только скорость закалки стекла, но и ее интенсивность.

Одним из типов жидкостей, применяемых в технологии закалки стекла, являются расплавленные металлы. Они характеризуются более высокой теплоотдачей, чем большинство органических и минеральных жидкостей, и позволяют производить закалку стекла, имеющего повышенную температуру плавления. Однако использование расплавленных металлов имеет свой минус – из-за большой плотности расплавов процесс погружения в них стеклянных заготовок может быть осложнен.

Помимо термической технологии закалки стекла существует химическая – она крайне мало востребована и практически не используется. Заключается эта технология в замещении в кристаллической решетке стекла ионов натрия, имеющих малый размер, ионами калия, более крупными. В результате в структуре решетки вещества создается напряжение, придающее ему свойства закаленного стекла.

Больше о технологиях закалки стекла можно узнать на ежегодной выставке Мир стекла, проходящей в ЦВК «Экспоцентр».

Технология закалки стекла
Закалка стекла специфика
Печи для закалки стекла