Rbremont.ru

РБ Ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как отличить закаленное стекло от незакаленного?

Отличия закаленного стекла от обычного

Стекло являет собой достаточно хрупкий и небезопасный материал, который может разбиться на множество осколков. Деформированное стекло достаточно опасно, ведь человек может нанести себе повреждения. Несколько лет назад этот факт учли специалисты, и выработали такой материал, который безопасный и эстетичный одновременно. Легкое, элегантное и одновременно прочное стекло называется закаленным. Как отличить закаленное стекло от обычного? Есть несколько отличительных особенностей.

Характеристики закаленного стекла

Закаленное стекло превосходит обычно по ряду эксплуатационных и технологических параметров, что в короткие сроки сделал его популярным во всем мире. Высокопрочное стекло применяется во многих отраслях народного хозяйства. Благодаря ему многие сферы сделали большой шаг в развитии.

Процедура закалки стеклянных материалов похоже на закаливание стали. Вначале материал сильно нагревается и начинает плавиться. После этого стекло подвергается быстрому охлаждению. Внутренние слои материала остывают в разы медленнее, чем внешние. Это приводит к формированию остаточных напряжений сжатия. Благодаря такой технологии стекло обретает высокую прочность и устойчивость к любым температурам.

Прочность закаленного стекла значительно выше, чем у обычного. Однако если его ударить, то образовавшиеся осколки будут безопаснее. Количество мелких кусочков материала строго соответствуют актуальным стандартам. При ударе молотком весом 75 гр. лист стекла должен образовать 40 осколков размером 100х100 мм. Следует избегать ударов по кромкам стекла, поскольку они достаточно опасны.

Отличия закаленного стекла

Материал имеет ряд достоинств. Первое и основное – это повышенная термостойкость. С помощью закаленного стекла можно делать качественные фасады. В число остальных преимуществ входит:

  • Способность выдерживать случайные удары;
  • Высокая прочность при сильных изгибах. В отличие от обычного стекла, закаленные листы могут противостоять значительным нагрузкам.
  • Безопасность. При ударе стекло может разбиться на достаточно мелкие, но при этом безопасные осколки. Они вряд ли нанесут существенный вред человеку.
  • Ударопрочность. Особенности производства делают закаленный материал более стойким. На него может упасть мешок массой 45 кг. с высоты более километра, и стекло останется невредимым.

Где используется закаленное стекло?

Высокопрочные стеклянные листы широко используются в дизайне интерьеров, а также при остеклении мебели, дверей и иных изделий. Материал часто встречается в автомобилях и общественном транспорте. Большинство балконов имеет в своей конструкции именно закаленное стекло.

Итак, чем отличает закаленное стекло от обычного? В первую очередь, своим качеством. Повышенная прочность влияет на безопасность, вследствие чего закаленный материал чаще используется в разных сферах жизни.

  • Стекло
    • Закаленное стекло
    • Джамбо-стекло
    • Безопасное стекло
    • Стекло Лакобель
    • Стекло Оптивайт (Optiwhite)
    • Безопасное стекло
    • Прозрачное стекло
    • Моллированное гнутое стекло
    • Цветное стекло
    • Матовое стекло
    • Стекло стемалит
    • Огнеупорное стекло
    • Энергосберегающее стекло
    • Армированное стекло
  • Триплекс
    • Гнутые козырьки
    • Лестничные ограждения из триплекса
    • Стеклянные козырьки
    • Стеклянный пол
    • Лестницы из стекла
    • Столешницы из стекла
  • Стеклянные двери
    • Раздвижные стеклянные двери
    • Распашные стеклянные двери
    • Стеклянные двери встраиваемые
    • Маятниковые стеклянные двери
    • Двухстворчатые стеклянные двери
    • Полукруглые стеклянные двери
    • Стеклянные двери для душа
    • Стеклянные входные группы
    • Стеклянные межкомнатные двери
    • Двери из закалённого стекла
    • Большие стеклянные двери
    • Уличные стеклянные двери
  • Стеклянные душевые ограждения
    • Душевые кабины из стекла
    • Раздвижные душевые ограждения
    • Полукруглые душевые ограждения
    • Угловые душевые ограждения
    • Шторка для ванной из стекла
    • Матовые душевые ограждения
    • Установка душевых
    • Гнутое стекло для душевых
    • Стеклянные перегородки для душа
    • Стеклянные двери для душа
  • Стеклянные перегородки
    • Мобильные перегородки из стекла
    • Безрамные перегородки
    • Перегородки из закаленного стекла
    • Раздвижные стеклянные перегородки
    • Офисные перегородки из стекла
    • Стеклянные перегородки для зонирования
    • Межкомнатные стеклянные перегородки
    • Трансформируемые стеклянные перегородки
  • Стеклянные ограждения
  • Зеркала на заказ
    • Зеркала с фацетом
    • Матовые зеркала
    • Осветлённые зеркала
    • Пескоструйные зеркала
    • Зеркала для ванной
    • Зеркала для магазинов
    • Зеркала для шкафов-купе
    • Зеркала для примерочных
    • Зеркала для спорт залов
    • Зеркала для танц залов
    • Зеркальное панно
    • Зеркальная плитка
    • Большие зеркала
    • Зеркальные стены
  • Панно из стекла
  • Кухонный фартук
  • Закалка стекла
  • Резка стекла и зеркал
  • Сверление отверстий
  • Обработка кромки стекла
  • Гравировка стекла и зеркал
  • Фрезеровка стекла и зеркал
  • УФ печать на стекле
  • Фотопечать на стекле
  • Пленка на стекло
    • Бронепленка для стекла
    • Цветная пленка
    • Матовая пленка для стекла

© 2021 «Технопарк» — обработка стекла и зеркал в Москве и Московской области

Сравнение закаленного и обычного стекла

Сравнение закаленного и обычного стекла

Сравнение закаленного и обычного стекла

  • Вы хотите установить в свои окна такие стекла, которые будут иметь повышенную прочность по сравнению со стандартным остеклением?
  • Желаете установить в вашем здании такие стекла, которые почти невозможно разбить?
  • Хотите создать мебель, которая будет иметь стеклянные элементы с максимальным уровнем надежности?

Конструкции из закалённого стекла

Закалка стекла имеет сложный технологический процесс, которое производят на современных линиях под управлением компьютера. В итоге такого процесса будет повышение прочности у стекла под термической обработкой, помимо этого повышается устойчивость к перепадам температур и ударам. В настоящее время закалка стекла получила большой спрос в связи с повышением механической прочности, которая придается благодаря этому процессу.

­Заполните форму для получения скидки !

Стеклопакеты из стекла

Однокамерный стеклопакет

Двухкамерный стеклопакет

Основное отличие и преимущество закаленного стекла:

  • увеличивается прочность более чем в 5 раз, по сравнению с обычным стеклом;
  • повышается прочность на удар в несколько раз;
  • повышается термостойкость до 1800 градусов, что не допускает разрушения закаленного стекла от перегрева или перепада температур;
  • придается устойчивость к вибро нагрузкам;
  • стекло становится более безопасным при разрушении, из-за отсутствия острых краев у кристаллов разрушенного стекла.

При закалке стекло почти не меняет свои оптические свойства: коэффициент пропускания, отражения, поглощения.

Всеми этими качествами обладает закаленное стекло – современный высококачественный материал, который применяется в строительстве, дизайне интерьеров, автомобильной промышленности, производстве посуды и создании мебели. Данный тип стекла имеет ряд объективных преимуществ таких как:

  • Повышенная механическая прочность закаленное стекло, заказать которое можно на нашем сайте, очень сложно разбить. И именно поэтому его используют в остеклении фасадов.
  • Безопасность даже если стекло разбили, то оно распадается на множество осколков с тупыми краями, о которые нельзя порезаться.
  • Устойчивость к вибрации и температурным перепадам все виды закаленного стекла прекрасно переносят резкие и сезонные перепады температуры, а также ветровую и вибрационную нагрузку.

Нередко безопасное закаленное стекло называют «сталинит» или «стеклокерамика», что может вызвать небольшую путаницу у покупателя. После процедуры закалки прочность такого стекла повышается в семь в сравнении с обыкновенным стеклом. Единственный недостаток, который имеет данный материал это невозможность его обработки. Любая попытка резать, полировать или сверлить его приведет к уничтожению изделия. Поэтому закалке подвергают уже нарезанные листы стекла, или изделия из него.
Закаленное стекло «триплекс» имеет наиболее высокий показатель прочности, что делает его идеальным материалом для использования в остеклении фасадов. Также этот материал прекрасно подходит для остекления балконов и лоджий, загородок в торговых площадках, офисных перегородок и т.д.

Технология закалки стекла

Процесс закалки похож на то, как закаливают сталь, и не меняется, какая бы ни была толщина закаленного стекла. Стеклянное изделие нагревают до температуры 600-700С°, и подвергают резкому охлаждению. При этом меняются характеристики слоев стекла. Поверхностный слой резко сжимаются, приобретая высокий уровень поверхностного натяжения. Внутренний слой наоборот не успевает остынуть, и создает силу растяжения. Все вместе это придает закаленному стеклу высокую прочность. Единственное уязвимое место этого материала это торец, удар по которому может привести к моментальному разрушению всего изделия.

Толщина закаленного стекла может колебаться в пределах от 4 до 20 мм, соответственно из него можно производить невероятно прочные изделия. И если Вы хотите создать долговечную и безопасную светопрозрачную конструкцию, то закаленное стекло, цена которого Вас обрадует, будет лучшим материалом для этого. Свяжитесь с нами любым удобным для Вас образом, и в скором времени Вы получите необходимые вам высокопрочные стеклянные изделия.

Что ещё даёт закалка стекла?

Процедура закаливания обеспечивает стеклу повышенную стойкость к изменениям температуры, а также придаёт способность выдерживать значительные вибрации. При этом светопроникающие и светопроникающие показатели остаются на прежнем уровне. Дополнительным бонусом является то, что закаленное стекло при механических повреждениях рассыпается на мелкие неострые осколки, исключая возможность травмирования находящихся рядом людей.

Как отличить закаленное стекло от незакаленного?

Внешне мы можем отличить полированное стекло от неполированного. Узорчатое от обычного листового. Наконец, цветное стекло от прозрачного. Другое дело – закаленное стекло или триплекс. Внешне они практически не отличаются. Но обладают различными свойствами и применяются каждое для решения определенного круга задач. Давайте подробно разберем, какие типы стекла и для чего используются?

Читать еще:  Как отличить энергосберегающее стекло от обычного?

Закаленное стекло

Закаленное стекло обладает повышенной прочностью и устойчивостью к перепадам температуры. В отличие от обычного стекла, закаленное стекло прочнее в 5-10 раз на удар и в 2-3 раза – на изгиб. При этом закаленное стекло выдерживает температуры от –150 до +300 градусов, а также температурные перепады до 180 градусов (обычное листовое стекло – максимум 40 градусов).
Еще одно преимущество закаленного стекла – безопасность. При сильном ударе оно разлетается на мелкие кусочки с округлыми краями, диаметр которых составляет 8-15 мм. Не имеющие острых углов осколки не могут нанести повреждения. Впрочем, это касается только тонких стекол. Закаленное стекло большой толщины (от 19 мм) практически невозможно разбить.
Закаленное стекло получают при помощи термической обработки. Стекло нагревают до 600-650 градусов, после чего быстро охлаждают в воздушных потоках. Поверхность стекла остывает быстрее, что вызывает напряжение сжатия на поверхности и обуславливает свойства закаленного стекла. После закаливания стекло не подходит для механической обработки. Например, при резке стекла оно может легко повредиться. Поэтому до закаливания стеклу придают необходимую форму и размеры, высверливают отверстия.
Закаленное стекло используют для остекления, перегородок, дверей, стеклянных ограждений, лестничных маршей.

Стекло типа триплекс состоит из трех слоев. Между двумя слоями стекла находится полимерная пленка или специальная смола. Она не позволяет разлетаться осколкам в случае, если стекло бьется. Осколки прилипают к смоле или пленке и остаются на места. При ударе в триплексе образуются трещины, но стекло остается на месте, в раме.
Для изготовления триплекса используют специальное оборудование. Склеивание слоев происходит при высокой температуре и давлении. В итоге получается единый, монолитный лист.
Триплекс безопасен для окружающих. Стекло этого типа обладает высокой звукоизоляцией и успешно применяется при остеклении фасадов, окон, в автомобилях и на транспорте.

Солнцезащитное и теплосберегающее стекло

Специальное покрытие может придать стеклу новые свойства. Например, отражать свет, задерживать ультрафиолетовое излучение, поглощать тепло. Данные типы стекол применяются для сбережения тепла внутри зданий, экономии электроэнергии.
Теплопоглощающие стекла можно отличить по голубоватому или серому оттенку.

Стекло и зеркала, продажа зеркал

Для изготовления зеркал чаще всего используют обычное полированное стекло. Впрочем, не исключено использование теплосберегающего стекла или закаленного.
Продажей зеркал сегодня занимаются множество компаний, но лучше обращаться в специализированные мастерские с широким спектром услуг. Кроме продажи зеркал, они также могут отреставрировать старое зеркало, сделать зеркало под заказ нужной формы и размера.

При покупке стекла обратите внимание на его качество. Хорошее стекло должно быть прозрачным, бесцветным, без радужных или матовых пятен. Допускается наличие зеленоватых или голубоватых оттенков, не меняющих коэффициент светопропускания.
Как правило, фирмы, занятые продажей стекла, также оказывают услуги по резке стекла и его обработке. Раскрой и резка стекла в среднем увеличивает стоимость листа на 30%. Но лучше не экономить. Профессионалы проведут резку стекла на современном оборудовании, что исключает возможность повреждения стекла при выполнении данной операции.

Как отличить закаленное стекло от незакаленного?

При оформлении заказа следует внимательно проверить наименование материала, из которого будет изготовлен заказ.

Изделие намного больше или меньше того, что я заказывал

Единица измерения, в которой оформляется заказ – миллиметры (мм). Приведите исходные данные к единой системе измерения (мм).

Не соответствуют цветовые оттенки на компьютере и готовом изделии

Каждое электронное устройство имеет свои специфические цветовые настройки. Одно и то же изображение может выглядеть абсолютно по-разному на компьютере, телефоне, телевизоре или в распечатанном на принтере виде. Для предупреждения возможных неприятных последствий, вызванных особенностями цветопередачи, до изготовления изделия рекомендуем вам сделать цветопробу (нанести небольшой фрагмент изображения на выбранный материал). Только в случае изготовления цветопробы изготовитель сможет гарантировать идентичность изделия и образца.

Изделие из тонированного стекла отличается по оттенку от изготовленного ранее

Разные производители стекла используют различные цветовые пигменты при изготовлении тонированного в массе стекла, так же концентрация этих пигментов в каждой партии может незначительно отличатся. Идентичность цвета, при изготовлении тонированного стекла, не регламентируется ГОСТом. Поэтому изделия, изготовленные не единовременно, могут иметь незначительные цветовые различия.

Исходный цвет на толстом стекле не полностью соответствует палитре RAL

В связи с физико-химическими свойствами материалов, не существует абсолютно прозрачного стекла (обычное стекло имеет зеленоватый оттенок, осветленное стекло имеет голубоватый оттенок). Чем большую толщину имеет стекло, тем более насыщенным будет оттенок. После нанесения краски на стекло происходит наложение естественного оттенка стекла и собственно цвета краски. Данную особенность следует учитывать при подборе цветовой палитры.

Почему стекло имеет зеленоватый оттенок

Зеленоватый оттенок обычного стекла обусловлен наличием в его составе оксидов железа. Осветленное стекло содержит меньшее количество оксидов железа, поэтому оно более прозрачное и имеет слегка голубоватый оттенок. Когда мы смотрим на кромку стекла, мы видим свет, вошедший через противоположную кромку, и распространившийся через толщу стекла путем полного внутреннего отражения, как по световоду. Этот свет прошел как минимум, несколько сантиметров стекла, поэтому приобрел оттенок, который в тонком слое не заметен (по аналогии с толщей воды: вода в стакане прозрачная, а в море голубого цвета, и чем больше толща воды, тем она темнее).

Поверхность закаленного стекла имеет волнообразный вид

Широкие вертикальные полосы или пятна, видимые при наблюдении под острым углом к поверхности стекла, представляют собой так называемые «закалочные пятна», являющиеся оптическим проявлением поверхностных и внутренних напряжений, возникающих в стекле в процессе термической обработки (закалки) листового стекла. Такой оптический эффект при определенных условиях освещения можно наблюдать практически на любых закаленных стеклах. «Закалочные пятна» являются следствием оптической неоднородности закаленного стекла, не считаются его дефектом и не регламентируются ГОСТ 30698. (В европейском стандарте ЕН 12150-1 указано, что этот оптический эффект (анизотропия, радужность), называемый также «леопардовые пятна», может быть виден на закаленном стекле в определенных условиях освещения при наблюдении под острым углом к поверхности стекла. Требования к этому эффекту ЕН 12150-1 не регламентирует.)

Что такое закалка

Закалённое стекло́ — обычное листовое стекло, получаемое нагревом до температуры закалки (650—680 °C) с последующим быстрым равномерным охлаждением холодным воздухом с обеих сторон. В результате такой обработки в поверхностных слоях стекла образуются остаточные механические напряжения сжатия, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и безопасность при разрушении. Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьёзные травмы. Таким образом, закаленное стекло обладает тремя основными полезными свойствами: термостойкость, ударопрочность и безопасность.

Единственной уязвимостью такого листового стекла является чувствительность к ударам в торец, поскольку в этом месте остаточные напряжения могут легко освободиться и разбить стекло целиком.

Закалённое стекло не подлежит резке, сверлению и другой механической обработке.

Срок изготовления до 20 дней; Закаленное стекло, конечно же, тоже может разбиться, но в этом случае риск пораниться исключен, так как осколки будут мелкими, и не будут

иметь острых граней.

Чем отличается закаленное стекло от обычного

Давайте чтобы было понятнее расскажем Вам отдельно про калёное и не калёное стекло.

Калёное стекло:

  • Рассыпается в мелкую крошку при бое
  • При бое взрывается и разлетается полностью, у калёного стекла невозможно просто сколоть угол, либо всё, либо ничего.
  • Не подлежит обработке. Стекло после закалки невозможно просверлить или как-то обработать края. Единственное что возможно это сделать пескоструйную гравировку.
  • Для того, чтобы закалить стекло, оно обязательно должно быть обработано, углы притуплены, отверстия должны быть сделаны с зенковкой, т.е. должно быть снято напряжение со стекла. Иначе стекло лопается в печи.
  • С виду если не была сделана специальная маркировка калёное стекло отличить от не калёного невозможно.

Сырое стекло:

  • Разлетается на острые куски при бое
  • Можно обрабатывать, сверлить, резать и т.д.
  • Если будет удар, может отколоться кусок, а оставшаяся часть полотна останется целой.
  • Выдерживает порядка 40 гр. по Цельсию, всё зависит от толщины стекла.
  • Не терпит перепада температур.
Почему нельзя закалить зеркало

Закаливать можно все виды стекла, кроме тех, которые имеют покрытия любого типа: зеркало, лакобель, лакомат. Покрытие сгорит при нагреве в печи закалки.

Читать еще:  Сколько стоит положить стеклоблоки?
Без закалки не обойтись

Нельзя ставить «сырое», не калёное стекло в цельностеклянные двери, стеклянные навесы, стеклянные потолки. Нельзя, потому что калёное стекло это «безопасное стекло». Безопасным его называют, потому что в отличие от «сырого» закаленое стекло при бое рассыпается в мелкую крошку, порезаться такой крошкой практически невозможно, в то время как «сырое» лопается на острые клинья и даже мелкие осколки больно впиваются если на них наступить.

В каких случаях закалку можно не делать

Закалку можно не делать в случаях, когда не предполагается температурный нагрев стекла или физическое воздействие на стекло способное вызвать его бой, кухонные стеклянные фартуки обычно для экономии средств закаливают только за варочной поверхностью, стеклянные витрины по-хорошему должны быть калёными, и любые габаритные изделия, где возможно свободное падение стекла на человека, тоже должны быть прокалены или хотя бы защищены плёнкой, чтобы куски стекла не разлетались, а оставались висеть на плёнке.

Что лучше – триплекс или закаленное стекло? Триплекс или закаленное стекло? — Glass-Store поможет выбрать / Новости

24 августа 2018, 10:30

Триплекс или закаленное стекло? — Glass-Store поможет выбрать

Повышенная прочность, безопасность, устойчивость к ударам и механическим повреждениям сделали триплекс и закаленное стекло популярными материалами, широко использующимися в различных сферах. Что лучше закаленное стекло или триплекс? На это вопрос нельзя ответить однозначно, поскольку каждое из этих стекол будет идеальным вариантом в зависимости от цели их применения. И чтобы правильно подобрать, нужно знать о преимуществах и недостатках каждого материала.

Триплекс

Это многослойное стекло из нескольких стеклянных листов, соединенных полимерными пленками или составами.

Основные преимущества

  • Повышенная устойчивость к повреждениям и ударам любой силы. Его очень сложно разбить, но если это все-таки случилось, то осколки не разлетаются, а держаться благодаря полимерному соединению;
  • Повышенная звукоизоляция – триплекс не пропускает шум, поэтому используется для изготовления звукоизоляционных стеклопакетов;
  • Широкие декоративные возможности, обусловленные использованием цветных пленок и различных способов декоративной обработки.

Недостатки

  • Значительный вес, несколько ограничивающий применение материала;
  • Недостаточная светопропускающая способность из-за использования пленок.

Закаленное стекло

Это материал, изготовленный из обычного стекла, разогретого в специальных печах до температуры более 600 градусов и резко охлажденного до 40 градусов.

Основные преимущества

  • Высокая прочность и устойчивость к механическим воздействиям. Его можно разбить сильным ударом, но при этом материал рассыпается на безопасные осколки;
  • Повышенная жароустойчивость до 300 градусов, тогда как триплекс выдерживает воздействие температуры до 180 градусов;
  • Высокая степень пропускания света.

Каленое стекло не поддается обработке, что является его недостатком. Все работы с ним нужно выполнить до закаливания.

Что прочнее и безопаснее?

Каленое стекло в 6 раз прочнее обычного, а прочность триплекса зависит от количества и вида листов, использованных для его изготовления. Самый прочный материал это триплекс, изготовленный из листов закаленного стекла.

Оба материала являются безопасными, поскольку даже при повреждении не способны травмировать человека.

Что дороже триплекс или закаленное стекло?

Если на выбор влияет только цена, то каленое стекло является более выгодным вариантом, поскольку стоимость многослойного стекла в несколько раз выше.

Сферы применения

Триплекс это оптимальный материал для изготовления

  • Лобовых стекол для автомобилей и другого транспорта;
  • Ограждений и козырьков;
  • Полов и лестниц;
  • Наклонных фасадов;
  • Витрин и перекрытий;
  • Звукоизоляционных стеклопакетов;
  • При остеклении объектов с повышенными требованиями к безопасности и звукоизоляции.

Закаленное стекло лучше всего использовать

Прочное и безопасное стекло

Кандидат химических наук Илья Леенсон, химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова

Стекло — один из самых распространённых материалов, окружающих человека. И в то же время мы его чаще всего не замечаем — и когда смотрим в окно, и когда разглядываем витрины магазинов, и когда смотримся в зеркало. А всё потому, что чистое стекло прозрачно.

Стекло появилось много тысяч лет назад, и никто не знает, кто и как его изобрёл. Римский писатель и учёный Плиний Старший, живший в I веке, рассказывает, что как-то финикийские купцы развели огонь под сосудом, чтобы в пути сварить еду. Очаг они устроили, за неимением камней, из кусков соды, которая на жару расплавилась и образовала с песком и другими составными частями почвы первое рукотворное стекло. Вероятно, этот рассказ — выдумка. Хотя бы потому, что для расплавления соды нужна очень высокая температура, которую обычный костёр не даёт. Скорее всего, стекло изобрели представители одной из древнейших профессий — гончары. При обжиге глиняные сосуды, кирпичи нередко трескались. Поэтому их пытались предварительно обмазывать разными составами. Одна из смесей оказалась удачной: готовое изделие покрылось тонкой блестящей эмалью. Это и было первое стекло — непрозрачное и мутное. Но для гончарных изделий это не было недостатком. Со временем из смеси соды, песка и известняка (или мела) стали варить стекло, из которого делали украшения, флакончики для благовоний. Вводя в стекло различные добавки, научились окрашивать его в разные цвета.

Труднее всего было получить бесцветное прозрачное оконное стекло. Его не было даже у королей и императоров средневековой Европы. Окна построек представляли собой узкие щели или небольшие отверстия, которые в непогоду закрывали ставнями или завешивали кожами, холстами, или натягивали бычий пузырь. Самые богатые люди могли позволить себе вставить в окна прозрачные пластинки слюды. В Европе слюду добывали в Карелии. Большие пластинки слюды попадались редко и потому стоили очень дорого. Лишь в XIV веке в домах самых богатых людей появилось оконное стекло (в зданиях церквей его стали использовать раньше — примерно в X веке). Для выработки хорошего стекла прежде всего нужен был очень чистый белый песок, а он встречается нечасто. Обычный песок, содержащий примеси железа, окрашивает стекло в зелёный цвет. Поэтому когда-то все оконные стёкла были зеленоватыми. И чем больше в песке железа, чем песок темнее, тем менее прозрачным будет стекло. Сейчас из такого стекла делают бутылки.

Промышленность выпускает множество самых разнообразных сортов стекла: электровакуумное, светотехническое, оптическое, химико-лабораторное, термометрическое, медицинское, тарное, хрустальное… В их состав могут, помимо обязательного оксида кремния, входить оксиды разных элементов – алюминия, кальция, магния, бария, натрия, калия, железа, бора, цинка и даже мышьяка (например, в молочном светотехническом стекле).

Все знают, что основной недостаток многих стёкол — их хрупкость. Огромная масса стеклянных изделий ежедневно превращается в стеклянный бой. Помимо экономических убытков, разбитое стекло представляет опасность, так как свежий скол стекла очень острый. Недаром только что надломленную пластинку стекла можно использовать в качестве режущего инструмента в микротоме — приборе, делающем тончайшие срезы биопрепаратов для биологических исследований. Но оказывается, стекло можно сделать не только очень прочным, но и не дающим острых осколков.

Эта история началась давно — в XVII веке. Английский принц Руперт (полный титул — пфальцграф Рейнский, герцог Баварский) имел все шансы сделать блестящую военную карьеру. Но, оставив военную службу, он посвятил последние годы своей жизни искусству и науке. Одно из его открытий — закалённое стекло. Что же это такое?

Все знают, что бывает, когда в графин или гранёный стакан из толстого стекла наливают крутой кипяток: стекло лопается. Это происходит потому, что стекло — очень плохой проводник тепла; оно прогревается в сотни раз медленнее, чем, например, медь. Поэтому когда внутренняя часть стакана уже горячая, внешние его слои ещё холодные. В результате теплового расширения наружная часть изделия испытывает огромные нагрузки, которые оно часто не выдерживает. Чтобы толстостенные стеклянные изделия не разрушались, их следует нагревать (и охлаждать) медленно. Тем более это относится к изготовлению различных стеклянных изделий: после формования из полужидкой стеклянной массы их охлаждают до комнатной температуры очень медленно. Делается это в специальных печах, в которых температура понижается в течение многих часов. Эта процедура называется отжигом, а полученное таким образом изделие — отожжённым.

В плохо отожжённом стекле остаются внутренние напряжения, которые никак не изменяют его внешний вид (они видны только в поляризованном свете), но сильно ухудшают механические свойства. Эти напряжения часто концентрируются на краях, утолщённых частях изделий. В листовом стекле они могут следовать одно за другим, образуя как бы цепочку. Такое стекло очень трудно отрезать по прямой линии: неравномерно распределённые напряжения уводят трещину в сторону от нанесённой алмазом царапины.

Читать еще:  Как убрать разводы со стекла?

Но отжечь стекло — только полдела. Поверхность даже хорошо отожжённого стекла, как правило, ослаблена множеством мельчайших трещинок, царапин, которые могут быть не видны невооружённым глазом. Особенно опасны микротрещины на краях стеклянных изделий. Именно с них и начинается разрушение. Под нагрузкой на концах трещинок концентрируются очень большие напряжения; трещина увеличивается и, в конечном счёте, прорезает всё изделие — оно раскалывается на части. Если каким-либо способом «залечить» поверхность стекла, сделать её очень ровной и гладкой, то такое стекло станет намного прочнее. Сделать это можно, например, химическим травлением поверхности. Если обычное оконное стекло опустить на несколько минут в смесь фтороводородной (плавиковой) и серной кислот, то с его поверхности будет стравлен слой толщиной до 0,1 мм. Оксид кремния из состава стекла при этом переходит в растворимый фторосиликат:

Чтобы обработанное таким образом стекло вновь не покрылось трещинками и царапинками из-за попадания на него пыли, а также для защиты от атмосферной влаги (она тоже понижает прочность стекла), его поверхность после сушки покрывают защитной плёнкой из кремнийорганических соединений. Частично «залечить» трещинки в только что купленном стакане можно и в домашних условиях. Для этого его надо осторожно нагреть в воде до её кипения и продолжать кипячение ещё минут десять. Такой стакан будет жить дольше.

В промышленности для упрочнения стекла его закаляют. Закалку осуществляют путём резкого охлаждения горячего стекла. Посмотрим, что будет, если расплавленное стекло вылить в холодную воду. Если лить его понемногу, отдельными каплями, то они не растрескиваются и после охлаждения остаются целыми. Если стекло нагрето до очень высокой температуры (когда оно совсем жидкое), то при падении в воду капельки стекла с достаточно большой высоты она превращается почти в идеальный шарик. Если же кончик стеклянной палочки расплавить на обычной горелке, которой пользуются стеклодувы, то образуется довольно вязкая капля, которая как бы нехотя отрывается от палочки и при этом тянет за собой стеклянную нить. При попадании в холодную воду такая капля принимает форму слезинки с длинным хвостиком. При вхождении в воду скорость падения капли резко замедляется, тогда как её полужидкий хвост продолжает двигаться с прежней скоростью. В результате хвостик у застывшей капли получается в виде змейки. Именно такие капли получил впервые принц Руперт, поэтому они названы его именем (другое название — батавские слёзки).

То, что слёзки остаются целыми, — далеко не самое удивительное их свойство. Они исключительно прочные: выдерживают сильные удары молотком по толстой грушевидной части. Но есть у слёзки ахиллесова пята: стоит надломить её тонкий хвостик поближе к основанию, как вся капля с треском рассыпается на мельчайшие кусочки. Если проводить этот эксперимент в темноте, то иногда видно свечение. Рассыпание слёзок может происходить с такой силой, что, если проводить опыт в стакане с водой, он разбивается, как при взрыве!

Чтобы объяснить необычные свойства слёзок, рассмотрим более подробно процесс их образования. При охлаждении капли возникают силы, которые тянут наружный слой внутрь, создавая в нём напряжения сжатия, а внутреннее ядро — наружу, создавая в нём напряжения растяжения. Отжиг (длительный нагрев при 100 о С) приводит к снятию напряжений, так как при повышенных температурах частицы стекла приобретают подвижность и переходят на свои «удобные» места.

Описанные свойства «рупертовых слёз» присущи в большей или меньшей степени всем стеклянным изделиям, которые не прошли отжиг. Такое стекло называется закалённым. Болонские стеклодувы, например, изготовляли круглые сосуды с толстым дном, которые быстро охлаждали на воздухе. Эти сосуды (их называли болонскими склянками) выдерживали сильные удары без разрушения. Но уже незначительные повреждения внутренней их части, например царапины, приводили к разрыву сосуда на части.

Высокая прочность закалённого стекла широко используется на практике. Если напряжения создаются в стекле направленно и равномерно, то они в значительной степени упрочняют его. Чтобы понять, почему это возможно, рассмотрим лист быстро охлаждённого с обеих сторон стекла.

Как и в случае шарика, наружные слои такого стекла будут испытывать сильное сжатие, которое по мере продвижения внутрь листа сначала уменьшается, а потом переходит в напряжение растяжения — оно максимально в центре, как это показано на рисунке. Распределение напряжений в нижней половине листа зеркально повторяет картину в верхней части.

Рассмотрим теперь, как будет вести себя под нагрузкой обычное стекло. Положим лист стекла на две опоры и надавим сверху. Верхняя изогнутая часть стекла будет испытывать сжатие, а нижняя часть — растяжение. Очевидно, что максимальные нагрузки приходятся на самые внешние слои — а они как раз и самые слабые — по причинам, о которых говорилось выше. При этом стекло начнёт разрушаться снизу, так как сжатие оно выдерживает в десять раз лучше, чем растяжение, как, впрочем, и другие материалы.

Проделаем ту же операцию с закалённым стеклом. Здесь прилагаемая механическая нагрузка приведёт к напряжениям, которые будут налагаться на уже имеющиеся в стекле. Казалось бы, это должно только ухудшить дело. Действительно, в верхней части стекла суммарное напряжение сжатия ещё более вырастет. Но дальше сложение напряжений приведёт к тому, что наиболее опасные напряжения растяжения будут максимальными где-то внутри листа, тогда как вблизи нижней поверхности напряжения могут оказаться очень малыми. Итак, под влиянием изгибающего усилия закалённое стекло испытывает по сравнению с отожжённым стеклом большее сжатие в верхнем слое и меньшее растяжение в нижнем слое. В результате на лист закалённого стекла, лежащего на двух опорах, могут встать несколько человек — лист прогнётся в 4—5 раз сильнее, чем обычное стекло, но не сломается! Закалённое стекло значительно превосходит обычное и по термическим нагрузкам — оно выдерживает перепады температур до 270 о С, тогда как обычное растрескивается уже при быстром изменении температуры на 70 о С.

Опыты по получению промышленного закалённого стекла начали проводить в последней четверти XIX века. Изобретателем особого «твёрдого стекла» считается итальянец де ла Басти. Стеклянные изделия, нагретые до красного каления, но не потерявшие своей формы, он погружал в ванну со смесью расплавленного жира и растительного масла, смешанных в определённой пропорции. Такую смесь можно было нагреть до нужной температуры (обычно от 150 до 300 о С) и таким образом регулировать скорость охлаждения в зависимости от состава стекла, формы изделия и его размеров. Испытывались и другие способы закалки — в расплавленном парафине при 200 о С, перегретым водяным паром, охлаждение листового стекла сдавливанием между холодными металлическими (или металлической и глиняной) пластинами. Такие опыты, в частности, проводил немец Ф. О. Шотт, который в 1886 году основал знаменитый стекольный завод (шоттовское стекло и поныне известно во всём мире; из него делают и лабораторную посуду высокого качества). Отличить закалённое стекло от простого можно по его оптическим свойствам: закалённое стекло обладает двойным лучепреломлением и в поляризованном свете будет казаться окрашенным.

В настоящее время закалённое стекло производят в большом количестве. Для закалки листового стекла его нагревают до 600—650 о С и затем быстро охлаждают путём равномерного обдувания воздухом на специальной обдувочной решётке. Такое стекло по своим термическим и механическим свойствам значительно превосходит обычное. Например, листовое отожжённое стекло толщиной 5—6 мм выдерживает без разрушения удар стального шара массой 800 г при его падении с высоты не более 15 см. Если же это стекло закалить, то оно уже сможет выдержать без разрушения удар аналогичного шара при его падении с высоты 120 см! Прочность на изгиб у закалённого стекла тоже в 4—5 раз выше, чем у обычного. Такое «небьющееся» стекло применяют для остекления вагонов, автомобилей, самолётов и т. д. Главная его особенность в том, что при аварии оно не даёт больших кусков с очень острыми краями, которые исключительно опасны, а рассыпается на небольшие (примерно 3—5 мм) кусочки округлой формы без острых краёв. Для ещё большей безопасности передние стёкла автомобилей делают из так называемого триплекса: комбинации из двух листов обычного или закалённого стекла, склеенных прозрачным и упругим слоем синтетического полимера. При ударе осколки такого стекла остаются на месте, так как удерживаются полимером.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector