Kính cường lực hóa học là gì?

I. Định nghĩa và Ưu điểm

Kính cường lực hóa học thực chất là một loại kính dự ứng lực. Để tăng cường độ bền, chúng ta thường sử dụng các phương pháp hóa học hoặc vật lý để tạo ứng suất nén lên bề mặt kính. Khi kính chịu lực bên ngoài, trước tiên nó sẽ bù đắp ứng suất bề mặt-điều này không chỉ cải thiện khả năng chịu tải-mà còn tăng cường khả năng chịu áp lực gió, khả năng chịu nhiệt độ, khả năng chống va đập, v.v. của chính kính.

Có bốn ưu điểm chính của kính cường lực hóa học:

1. Độ bền của nó cao gấp 5 đến 10 lần so với kính thông thường. Độ bền uốn gấp 3 đến 5 lần so với kính thông thường và độ bền va đập cao gấp 5 đến 10 lần. Trong khi tăng sức mạnh, nó cũng cải thiện sự an toàn. So với kính có cùng độ dày, tôi luyện hóa học rõ ràng tốt hơn tôi luyện vật lý về độ bền.

2. An toàn khi sử dụng là ưu điểm lớn thứ hai của kính cường lực. Khả năng chịu tải-tăng lên của nó giúp cải thiện tính chất mỏng manh của nó. Khả năng chống thay đổi nhiệt độ đột ngột của kính cường lực hóa học cao gấp 2 đến 3 lần so với kính thông thường. Nói chung, nó có thể chịu được chênh lệch nhiệt độ hơn 150 độ, có tác dụng đáng kể trong việc ngăn ngừa hiện tượng vỡ nhiệt và hoàn toàn không có hiện tượng nổ tự phát.

3. Do các phương pháp xử lý khác nhau, sản phẩm được tôi luyện hoàn toàn không bị biến dạng-chúng sẽ không làm thay đổi hình dạng sản phẩm và không có hạn chế về hình dạng sản phẩm; tất cả đều có thể được tôi luyện. Ví dụ: kính cong, hình trụ, hình chai-, hình hộp- và hình phẳng- đều có thể được xử lý mà không bị biến dạng.

4. Nó có tác dụng ủ đáng kể đối với các sản phẩm siêu mỏng. Công nghệ hiện tại rất trưởng thành và hiệu ứng tôi luyện rất tuyệt vời đối với kính có độ dày từ 0,2 đến 5,0 mm mà không gây biến dạng uốn cong.

II. Nguyên lý sản xuất

Kính cường lực hóa học được sản xuất bằng quy trình trao đổi ion ở nhiệt độ thấp. Cái gọi là-nhiệt độ thấp đề cập đến phạm vi trong đó nhiệt độ trao đổi không vượt quá nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, tương đối với quá trình trao đổi ion ở nhiệt độ-cao hoạt động trên nhiệt độ chuyển tiếp và dưới điểm làm mềm.

Nguyên tắc đơn giản của quá trình trao đổi ion ở nhiệt độ-thấp là: trong dung dịch muối kiềm ở khoảng 400 độ, các ion có bán kính nhỏ hơn trong lớp bề mặt thủy tinh được trao đổi với các ion có bán kính lớn hơn trong dung dịch. Ví dụ, ion lithium trong thủy tinh được trao đổi với ion kali hoặc natri trong dung dịch và ion natri trong thủy tinh được trao đổi với ion kali trong dung dịch. Sự chênh lệch về thể tích của các ion kiềm tạo thành ứng suất nén trên bề mặt kính.

Số lượng ion lớn được nhúng vào bề mặt kính tỷ lệ thuận với ứng suất nén bề mặt, do đó số lượng trao đổi ion và độ sâu của lớp bề mặt trao đổi là những chỉ số chính của hiệu ứng tăng cường. Do lớp trao đổi ion tiến hành đồng đều nên phương pháp kính cường lực hóa học có tác dụng đáng kể trong việc tăng cường kính mỏng, đặc biệt thích hợp để tăng cường kính có độ dày dưới 5 mm.

III. Phạm vi ứng dụng

Kính cường lực hóa học phù hợp để sử dụng trong các tình huống kiến ​​trúc và công nghiệp sau: những nơi cần giảm trọng lượng nhưng vẫn có những yêu cầu nhất định về độ bền va đập, độ bền uốn và khả năng chống sốc nhiệt. Ví dụ bao gồm: tấm phủ kính màn hình điện thoại di động, kính màn hình máy tính và TV, tàu con thoi, tấm che di động của máy bay chiến đấu, kính tủ bếp, kính trang trí, kính bảng điện tử, cửa sổ và trần nhà kính nông nghiệp, kính cửa ra vào và cửa sổ của nhà di động, v.v.

Với công nghệ xử lý hoàn thiện, mức tiêu thụ năng lượng cực thấp và sản phẩm chất lượng cao{1}}, xu hướng sử dụng phương pháp ủ hóa học cho nhiều sản phẩm hơn đã trở thành xu hướng.