Химическая закалка стекла (chemical hardeningf glass)

Химическая закалка стекла это Технология позволяющая получить Химически закалённое стекло (также «ионообменно упрочнённое стекло», «термохимически модифицированное стекло») — разновидность стекла, прочность которого повышена за счёт химической обработки. При разрушении такое стекло по-прежнему даёт длинные острые осколки, как обычное стекло, но тем не менее, химически закалённое стекло обычно в шесть — восемь раз прочнее обычного стекла.

Главное достоинство химической закалки стекла в том, что материал сохраняет свои основные свойства, становясь при этом намного прочнее и более стойким к истиранию. Мы обладаем опытом и оборудованием для химического закаливания стекла, в том числе малой толщины (от 0,15мм) и малых размеров, которые не поддаются термоупрочнению. Благодаря химическому закаливанию получилось делать очень тонкий пленочный триплекс 1 + 1 мм, что с обычным стеклом практически невозможно, потому что тонкое стекло не выдерживает высокого давления в вакуумном мешке для удаления воздушных пузырей.

В отличии от термоупрочнения стекла, при котором достигается степень прочности от 150 до 220 Мпа, при химическом закаливании стекла можно варьировать этот показатель в зависимости от необходимости и практически достигать уровня прочности сапфира.

Основные особенности технологии:

• Есть возможность закаливать самые тонкие стекла, которые невозможно закалить термически.
• Совершенные оптические показатели конечного изделия, отсутствие деформации или следов от валов, а так же волновых и краевых эффектов, характерных термически закаленным стеклам.
• Идеально подходит для ветровых стекол автомобилей, поездов, самолетов благодаря полному отсутствию оптического искажения, сохранению начальной геометрии и простоте ламинирования.
• Идеальная плоскостность после закалки позволяет многослойное ламинирование с применением минимального количества пленки EVA или PVB, снижая конечную стоимость изделия. В итоге: меньше толщина стекла + меньше пленки для ламинирования = минимальная себестоимость, лучшая оптика, меньший вес.
• Возможность закалки стекла любой формы, даже самого сложного моллированного или формованного стекла.
• Механическая прочность до 10 раз выше, чем у обычного флоат-стекла, и до 5 раз — чем у термоупрочненного или термозакаленного стекла. Подходит для использования даже в аэрокосмических проектах.
• Исключительная прочность в сочетании с ламинированным стеклом дает в результате антивандальные и пуленепробиваемые решения с высокими механическими показателями и меньшими толщиной и весом.
• Химически закаленное стекло соответствует ГОСТ 32539-2013 п.2.1.40

Описание технологии химической закалки стекла:

Прочность стекла повышается за счет обработки поверхности. Стекло погружается в ванну, содержащую калиевую соль (обычно нитрат калия) при t от 300°C до 450°C в зависимости от профиля закалки. Это позволяет ионам калия из расплава заменить на поверхности стекла ионы натрия.

Так как ионы калия крупнее ионов натрия, то, заменяя последний в кристаллической решетке, они вызывают ее деформацию и появляются силы сжатия в приповерхностном слое. Усилия сжатия в поверхности химически обработанного стекла могут составлять до 690 МПа.

Механизм повышения прочности стекла связан с тем, что стекло обладает большой прочностью на сжатие и малой прочностью на растяжение. Так как с двух сторон в поверхностном слое появляются усилия сжатия — это позволяет получить стеклу больший изгиб, прежде чем в нем появятся усилия растяжения. Явление во многом схожее используемому в строительстве при создании напряженного бетона.

Также существует более сложный двухстадийный процесс химической обработки, когда предварительно стекло обрабатывается в ванне с расплавом нитрата натрия при 450°C для насыщения ионами натрия, которые на следующем этапе заместятся ионами калия (увеличивается количество замещаемых ионов, что увеличивает деформации и напряжения в поверхности).

Химическая закалка приводит к увеличению прочности, похожему на обычную закалку стекла. Но этот процесс не использует экстремальных перепадов температуры, что не приводит к деформации и короблению, появлению оптических дефектов, и позволяет обрабатывать даже тонкостенные детали.

Также, в отличие от обычного закаленного стекла, химически закаленное стекло может быть разрезано и обработано после закалки без появления трещин и разрушения, правда, место примерно в 20 мм от разреза теряет свои прочностные свойства. Также при глубоких царапинах окружающая площадь так же теряет прочность, приобретенную при химической закалке.

Сферы применения химически упрочненного стекла

Химически упрочненный материал обладает повышенным коэффициентом прозрачности для инфракрасных лучей и ультрафиолета в видимом диапазоне. Такое свойство позволяет использовать закаленное стекло в приборах наведения на основе лазерного, радиочастотного и инфракрасного целеуказания.

Материал также востребован для сооружения защитных чехлов, видовых экранов, оптических элементов, работающих в агрессивных средах, в условиях вакуума и высокого давления. Это одно из основных решений в производстве считывающих сканеров в кассах магазинов, в терминалах продаж и т. д.

Химическая закалка используется для повышения прочности стекла в авиационной, космической, автомобильной, военной промышленности, применяется в строительстве социально значимых объектов, в интерьерном и фасадном остеклении. Химически закаленное стекло - помимо прочих свойств, в сочетании с ламинацией либо в составе триплекса - обеспечивает антивандальную способность и безопасность конструкций.

Профили химической закалки - описание и различия

Поскольку процесс химической закалки высоко вариативен, то для систематизации конечных свойств закаленных изделий мы применяем внутренние ТУ, что привело к появлению различных профилей закалки, которые отличаются технологическими особенностями процесса, конечными свойствами и затратами.

Профили химической закалки:
• ХЗ/Дсп - дисплейный (аналог Gorilla Glass) - самый простой дисплейный профиль, который обеспечивает увеличение механической прочности изделия до 6 раз по отношению к сырому образцу и идеально зарекомендовавший себя на тонких номиналах (до 2 мм.), так же показывает хорошие результаты прочности при толщине до 4 мм. свыше 4 мм. эффективность значительно падает пропорционально толщине. Так же профиль имеет низкую термопрочность 110-150°С и слабую термостойкость (термошок) порядка 50°С.
• ХЗ/ПБ(ПБ+) - универсальный базовый профиль, который обеспечивает увеличение механической прочности в 6-10 раз и отлично работает на широком спектре номиналов (от 0,08 мм. до 6 мм.), так же обеспечивает увеличение твердости поверхности до 5,5-6 по Моосу и термопрочность порядка 260-300°С, но более сложен и затратен - как следствие дороже чем ХЗ/Дсп
• ХЗ/Св - светильники. Обеспечивает значительный прирост механической прочности 6-10 раз на толщинах от 2 до 6 мм., термопрочность порядка 300°, а также повышенный термошок порядка 80-100°С
• ХЗ/IK - IK01-IK10. Обеспечивает степень защиты от внешних механических ударов (код IK) в соответствии с ГОСТ IEC 62262-2015. В частности, профиль ХЗ/IK08 позволяет изготовить защитное стекло для светильников наружного освещения со степенью защиты IK08 (энергия удара 5 Дж) что соответствует требованиям Постановления Правительства №2255 от 24.12.2020 г.
• ХЗ/Трс - термостойкий профиль, который помимо стандартного увеличения механической прочности так же увеличивает термопрочность до 350-400°С и термостойкость (термошок) более 140°С. Может применяться для Боросиликатного стекла как листового так и формовочного, значительно улучшая его прочностные показатели.
• ХЗ/ТС(ТС10÷ТС19) - толстое стекло, многофакторный профиль, применяемый для толстого стекла и решающий основную проблему химической закалки - увеличение глубины проникновения ионов калия в толщину стекла. Применяется для стекла толщиной от 6 до 19 мм. и позволяет получить значительный прирост механической прочности пропорционально толщине стекла.
• ХЗ/Нцп - нецарапка, двухстадийный профиль, обеспечивающий увеличение твердости поверхности стекла до 6.5÷7 по Моосу - для примера: 5÷6 - Лезвие ножа, 6.5 - Стальной напильник, 7 - Кварц, Ванадий, Каменная галька.
• ХЗ/Длс(Длс/Трц) - диэлектрическая стойкость, сложный многофакторный профиль, который за счет катализации и кавитации позволяет увеличить поверхностное электрическое сопротивление на 2÷3 порядка, а так же увеличивает механическую прочность до 10 раз, что незаменимо при изготовлении стеклянных изоляторов, например для высоковольтных ЛЭП, диэлектрических шайб систем электромагнитной накачки Гаусса, а за счет приобретенной колоссальной термостойкости может использоваться в устройствах фокусировки ионизированной плазменной струи.
• ХЗ/Взр - Взрыво-ударостойкий, многофакторный профиль, применяемый в основном для толстого стекла (от 6 мм.), позволяющий выдерживать высокое давления, значительные механические ударные (в т.ч. и вибрационные) нагрузки. Так же обладает высокой стойкостью к взрывным нагрузкам газо-воздушных смесей. Рекомендован для смотровых бронестекол и отлично себя показал в составе бронетриплексов.

В данный момент идет накопления результатов испытательной базы для формирования точных свойств и отличий каждого профиля, а поскольку технология химической закалки в Российских ГОСТ и других регламентных документах еще не описана мы работаем над созданием нормативной документации и включением ее в регламент ГОСТ 30698—2014

Где заказать химическую закалку стекла в Москве

Заказать химическую закалку стекла с доставкой вы можете в нашей Стекольной Компании. Территория доставки — Москва и все другие города России.

Цена на услугу химической закалки стекла

Цена на химическую закалку стекла непременно порадуют вас. Мы сами производим стеклянное полотно и осуществляем его закалку химическим способом, что позволяет вам купить закаленное - химически упрочненное стекло, сэкономив на услугах посредников.
Окончательная стоимость заказа складывается из таких факторов, как:

• толщина стекла;
• профиль закалки;
• размер стекла или изделия;
• геометрия изделия;
• допустимые отклонения;
• количество.