Свойсва листового стекла и методы улучшения стекла

Стекло – парадоксальный случай! Загадка многих тысяч лет. Порой стоит стеной могучей, Порой разбить, проблемы нет! Стекло – это загадка. Причём загадка не только своего происхождения, так как до сих пор учёные только предполагают, было ли оно найдено случайно, после извержений вулканов и падения метеоритов на землю, или же его создал человек с приходом металлургической промышленности в древнее общество. Стекло – это загадка и современного общества! С каждым днём человек не перестаёт удивляться тому, как стремительно развиваются новые технологии производства стекла, какими уникальными функциями оно обладает, сколько открытий уже сделано и сколько ещё предстоит сделать. И всё это благодаря огромным преимуществам его физических свойств. Физические свойства стекла. - В зависимости от химического состава существует различная плотность стекла: минимальная (кварцевое стекло)- 2200 кг/м3, максимальная (с содержанием оксидов свинца, тантала и т. д.)- 7500 кг/м3, а оконные, обычные стёкла, средней плотности, приблизительно - 2500 - 2600 кг/м3. - Упругость стёкол (Модуль Юнга), зависит от того же, химического состава, так для кварцевых стёкол- 71,4*103 МПа. Вообще он колеблется от 48*103 до 12*104 МПа. Модуль сдвига 20 00 - 30 000 МПа, коэффициент Пуассона 0,25. - Обычные стёкла имеют прочность от 500 до 2000 МПа. У стекла не большой предел прочности на растяжение, потому при изгибе, предел прочности стекла измеряют пределом прочности при растяжении, приблизительно от 35 до 100 МПа. Закаливание стекла даёт возможность повысить его прочность раза в три, четыре. - Под воздействием механических сил, стекло может быть как хрупким (сравнимо с алмазом и кварцем), так и очень прочным. Это так же зависит от его химических свойств. Так силикатные стёкла имеют ударную вязкость от 1,5 до 2 кН/м, сравнительно уступая железу в 100 раз. - Они обладают не большой теплопроводностью 0,0017—0,032 кал/(см*с*град) или от 0,711 до 13,39 Вт/(м*K). Оконное стекло имеет теплопроводность - 0,0023 (0,96). При наличии всех вышеперечисленных свойств, вывод – стекло само по себе хрупкое, мало поддаётся изгибу и не имеет высокой теплопроводности. Для его улучшения, и расширения сферы применения, стекло проходит закалку в печи. За счёт закалки стекло становится более стойким к перепадам температур, и внешним нагрузкам, то есть, повышаются физические свойства стекла. Для данной процедуры, существуют специальные печи. Печи закалки стекла состоят из загрузочного стола, нагревающей секции, закаливающей, охлаждающей, стола разгрузочного, и системы контроля и управления. Таким образом, обычное стекло кладут на специальные валы, останавливающиеся у входа в печь. После, стекло поступает в секцию нагрева, в ней так же присутствуют валы для передвижения стекла равномерно в обе стороны, сверху и снизу, в секции нагрева, находятся пластины теплоизлучения, благодаря которым стекло нагревается. Поступая в секцию закалки, оно обдувается горячим воздухом под высоким давлением, по всей поверхности. Давление регулируется компьютером и настраивается для каждого вида стекла в отдельности. Далее готовое стекло поступает на стол разгрузки. Улучшенные физические свойства стекла возникают именно при охлаждении, после вывода из печи. Так же, для достижения его наилучших физических свойств, закалённое стекло преобразовывают в стекло – «триплекс». А значит, оно становится не одно-, а двух-, или трёх-слойное. Слои крепятся между собой полимерной плёнкой при нагреве, прессованием. Такое стекло, в отличие от обычного, выдерживает гораздо более сильные удары. Обладает большой звуконепроницаемостью, тепло проводимостью, и гораздо комфортнее в обслуживании. Для его изготовления, существуют два вида технологий, вакуумная и автоклавная. В производстве, на сегодняшний день, самой распространённой является – автоклавная. Автоклав – это оборудование цилиндрической формы, расположенное горизонтально, и имеющее быстросъёмную крышку. В нём, под высоким давлением и большой температурой, происходит прессование стекла. Автоклавы существуют различные, горизонтальные, вертикальные, в зависимости от того, в какой области производства они применяются. Они состоят из корпуса, крышки, байонетного затвора, механизма привода, подвижных и не подвижных опор и рельсового пути. Внутренний диаметр до 6000мм., длинна и высота по запросу потребителя, рабочее давление от вакуума до 40 кгс/см2, а рабочая температура до 380°С. Автоматизация и система управления, позволяет автоматическое ведение процесса режима температуры и давления. Для безопасной эксплуатации существуют системы блокировки и предохранительные устройства. Наибольшее предпочтение по работе автоклава, отдаётся производству стекла триплекс - для автомобильной промышлености. Так как такое лобовое стекло, при ударе не рассыпается, а только трескается, соответственно позволяя избежать тяжёлых последствий при аварии.