Hoe verbetert de drukoppervlaktespanning in gehard glas de weerstand tegen schokken en thermische schokken?

De drukoppervlaktespanning in gehard glas verbetert de weerstand tegen zowel impact als thermische schokken aanzienlijk, waardoor het veel sterker en duurzamer is dan niet-gehard of gegloeid glas. Hier is hoe het werkt:

Weerstand tegen impact:
Oppervlaktecompressie en sterkte:
Tijdens het temperingsproces wordt glas verwarmd tot een hoge temperatuur (ongeveer 620–700 ° C) en vervolgens snel afgekoeld (geblust) met stralen koude lucht. Deze snelle afkoeling zorgt ervoor dat de buitenste lagen van het glas sneller stollen dan de binnenste lagen, waardoor er drukspanning op het oppervlak en trekspanning in de binnenkant ontstaat.
Resulterend effect: De drukspanning op het oppervlak fungeert als een barrière tegen scheuren. Wanneer gehard glas wordt geraakt, helpt de drukspanning de voortplanting van scheuren te voorkomen, omdat het oppervlak wordt samengedrukt en minder snel zal breken.
Slagvastheid: dit betekent gehard glas is veel beter bestand tegen breken bij impact. Zelfs als er kracht op het oppervlak wordt uitgeoefend, voorkomt de drukspanning dat het glas gemakkelijk breekt. Als er toch scheuren ontstaan, zijn deze meestal klein en stomp, waardoor het risico op letsel kleiner is dan bij traditioneel glas, dat in scherpe scherven kan uiteenspatten.

Weerstand tegen thermische schokken:
Differentiële koeling:
Het proces van afschrikken creëert een temperatuurverschil tussen het oppervlak en de kern van het glas. Het oppervlak koelt en trekt sneller samen dan de binnenste lagen, wat leidt tot een opbouw van drukspanning aan het oppervlak en trekspanning in de kern.
Thermische spanningsbalans: Glas zet, zoals de meeste materialen, uit bij verhitting en krimpt bij afkoeling. Als een stuk glas wordt blootgesteld aan een snelle temperatuurverandering (thermische schok), willen de binnenste lagen meer uitzetten of krimpen dan de buitenste lagen.
Compressie beschermt tegen thermische schokken: In gehard glas is de samendrukkende oppervlaktespanning bestand tegen deze interne krachten. Als het glas wordt blootgesteld aan een plotselinge temperatuurverandering (bijvoorbeeld als heet water op een koud raam spat), helpt de drukspanning voorkomen dat het glas barst. De interne trekspanning (die glas normaal gesproken gevoeliger zou maken voor scheuren onder thermische spanning) wordt tegengegaan door de oppervlaktecompressie. Dit is de reden waarom gehard glas veel hogere temperatuurverschillen kan weerstaan ​​(vaak 3 tot 4 keer groter dan dat van gegloeid glas) zonder te barsten.

Algehele verbeterde duurzaamheid:
De combinatie van oppervlaktecompressie en interne spanning maakt gehard glas sterker en beter bestand tegen zowel fysieke als thermische belasting. Het kan stress efficiënter absorberen en verdelen, waardoor het ideaal is voor gebruik in toepassingen waar slagvastheid en het vermogen om met temperatuurschommelingen om te gaan van cruciaal belang zijn, zoals in autoruiten, ovendeuren en douchewanden.