Закаленное стекло как сделать: Страница не найдена — Все о кроватях, о том какие они бывают и как в них разбираться

14.10.2021 0 Разное

Содержание

Резка каленого стекла, как просверлить закалённое стекло

В обзорной статье на нашем сайте, посвященной каленому стеклу, говорилось о том, что оно не поддается обработке. «А если нельзя, но очень хочется, значит, можно», – и далее мы попробуем рассказать, как на практике реализуется этот принцип в отношении закаленного стекла.

Как порезать каленое стекло

 

Все заслуживающие доверия эксперты утверждают, что резка каленого стекла невозможна. Тем не менее, известны три способа, как разрезать каленое стекло, не прибегая к сверхъестественным силам.

Гидроабразивная резка калёного стекла

1. Гидроабразивная резка каленого стекла – способ заключается в подаче под огромным давлением (до 4 тыс. атм.) воды в специальную камеру, где вода смешивается с абразивным порошком, а затем через очень тонкое сопло (0,2-0,4 мм диаметром), выстреливается на обрабатываемую поверхность. Скорость воды при этом достигает 1000 м/сек (3 скорости звука). Разрежет и стальную броню, не то что стекло.

Резка калёного стекла вулканитовым кругом

2. Резка абразивным кругом – стекло крепится на подвижном столе, а сверху на него опускается нечто наподобие болгарки с абразивным кругом (например, из вулканита) малой толщины. Считается, что при малой подаче стола относительно круга и интенсивной поливке зоны резки смазывающе-охлаждающей жидкостью, процесс может привести к успеху.

3. Резка с отпуском. Под «отпуском» (или «отжигом») в данном случае понимается не поездка на юга, а нагрев стекла до той температуры, при которой эффект закалки будет снят.

То есть стекло вернётся в своё обычное состояние, после чего его можно обработать и, если надо, закалить вновь.

Отжиг закалённого стекла

Возможно, теоретически эта операция и осуществима, но самые примитивные подсчёты подсказывают, что дешевле заново купить (см. статью «Где купить каленое стекло?») обычное стекло, порезать его на куски нужной формы, просверлить необходимые отверстия, а потом – закалить.

 

 

Что говорят здравомыслящие эксперты

Так почему знатоки стекольного дела так категорически отвергают резку закаленного стекла?

Логика их суждений примерно такова:

Гидроабразивная резка стекла станком с программным управлением

Представьте себе кусок желе (стекло – это и есть своего рода желе: жидкость с очень плохой текучестью), вдоль поверхности которого протянута масса закреплённых за края этого куска желе струн (в закаленном стекле роль этих струн играет поверхностное натяжение, которое условно можно представить в виде силовых линий). Они придают этому куску аморфной массы форму и прочность.

Если вы разрежете это желе, то перережете скрепляющие его струны – их обрезки не будут больше держать эту желеобразную массу, а под действием силы упругости соберутся в комки-клубки у тех сторон, к которым прикреплены их концы. Желе распадётся, и не на две части, а превратится в бесформенную амёбу.

Разрушение стекла при резке

Точно тоже произойдёт с закаленным стеклом: если его разрезать, то силовые линии поверхностного напряжения утратят точки своего «крепления». Даже если такое стекло не развалится сразу, оно может лопнуть или «взорваться» в любой момент, без всякой внешней причины.

Поэтому вопросы «Как резать каленое стекло?» и «Как просверлить каленое стекло?» до сих пор остаются без ответа. Кто найдёт решение этой задачи (чтобы оно было еще и экономически вменяемым), того наверняка ждёт Нобелевская премия.

Закалка стекла, заказать закаленное стекло

Закаленное стекло – красота и безопасность в одном материале!

Активное внедрение элементов из стекла в интерьеры и экстерьеры предъявило особые требования к его качеству и безопасности. Дело в том, что стекло – это очень хрупкий материал, который при разрушении может нанести тяжелые травмы. Для решения этой проблемы и повышения уровня безопасности стеклянных конструкций, профессионалами осуществляется закалка стекла. Данная процедура позволяет в несколько раз повысить прочность стеклянных конструкций и, самое главное, сделать их абсолютно безопасными при разбивании!

Сколько стоит закалка стекла и где ее заказать?

Производственная компания «Югрос»   предлагает своим клиентам полный спектр услуг, связанных с обработкой стекла в Краснодаре, в том числе услугу закалки высокого качества. Ключевыми факторами, из которых складывается цена закалки стекла, является толщина детали, ее габариты и площадь, а также сложность готового изделия. Наша компания работает со всеми типами стекла толщиной от 4 до 19мм. У нас можно заказать закаленное стекло с матированием, гравировкой и другими видами декоративной отделки. Получить специальное предложение на закаленное стекло можно отправив запрос с сайта или позвонив по бесплатному телефону 88003331214

Как изготавливается безопасное стекло?


В процессе производства используется специальная печь для закалки стекла. После помещения в нее заготовки, она раскаляется практически до температуры пластичности. Чтобы избежать возможных термических деформаций, специальные ролики поддерживают заготовку в постоянном движении. Как только температура стекла достигает определенного порога, поверхность заготовки резко охлаждают сухим воздухом под высоким давлением. В результате, внутри материала появляются напряжения, в корне меняющие его эксплуатационные свойства.


 Каленое стекло, изготовленное с точным соблюдением технологии, при разрушении разлетается в мелкую крошку с тупыми краями, практически исключающую возможность получить травмы. Так, закаленное безопасное стекло в 5-7-мь раз прочнее обычного, имеет в разы более высокий предел прочности по сжатию и растяжению, Закаленное стекло является термостойким и выдерживает перепад температур до 250-300 градусов. Это значительно расширяет сферу применения такого стекла, позволяя изготавливать из него даже лестницы. Еще одним плюсом является то, что закалка никак не влияет на оптические свойства стекла и не нарушает светопропускную способность.


 Перед тем как купить закаленное стекло, следует выполнить все манипуляции, связанные с его механической обработкой. Дело в том, что резка, сверление, зенкование или другие виды воздействия на закаленное стекло недопустимы, и неизменно приведут к его разрушению.

Как просверлить отверстие в стекле в домашних условиях

Стекло — это хрупкий материал, который восприимчив к ударным нагрузкам и неравномерному нагреву, поэтому работа с ним имеет несколько важных особенностей. Рассмотрим технологию сверления стеклянных изделий в домашних условиях, а также инструменты и приспособления, которые нужно использовать.

Содержание

Инструменты для сверления стекла

  • Дрель
  • Сверла, коронки
  • Защитные очки

Для работы со стеклом лучше всего использовать специальные сверла (1, 2) и коронки с алмазным напылением (3, 4), показанные на рисунке ниже. Они позволят выполнить большое количество отверстий высокого качества. Также сверлить можно с помощью закаленных и победитовых сверл (5). Работа при этом будет более трудоемкой. Применять такой инструмент нужно с особой осторожностью.

Сделать отверстие в стекле позволит даже обычное сверло по металлу (6). Для этого необходимо предварительно насыпать мелкий влажный песок в зону работ, после чего периодически его добавлять. Недостатки данного способа: трудоемкость, затупление инструмента.

Стекло сверлят на низких оборотах: 300 – 700 в минуту. Подойдет ручная или электрическая дрель с регулировкой частоты вращения. Радиальное и осевое биение сверла в патроне должно быть минимальным. Иначе его нужно заменить.

Сверлим стекло в домашних условиях

Нельзя сверлить на весу без упора. Стекло следует положить на ровную горизонтальную поверхность так, чтобы оно плотно прилегало к ней. Не лишним будет использовать подложку из тонкой мягкой ткани.

Разметку центра отверстия удобно выполнять маркером, фломастером или гелевой ручкой. От края стекла желательно отступить не менее шести его толщин. Иначе велика вероятность образования трещины.

В процессе работы следует постоянно смачивать охлаждающей жидкостью сверло и отверстие, обеспечивая отвод тепла. Для этой цели обычно используют воду, керосин или скипидар. Можно оградить место сверления кольцом из пластилина и налить жидкость в образовавшуюся ванночку.

С помощью накладки в виде деревянной дощечки или фанеры с отверстием требуемого диаметра удерживают сверло от соскальзывания. Можно использовать другой вариант – наклеить на стекло липкую ленту.

Давление, оказываемое на дрель, должно быть небольшим. В противном случае значительно возрастает вероятность растрескивания стекла. По мере продвижения давление должно уменьшаться. Это поможет избежать на выходе из отверстия значительных сколов. Получившиеся острые кромки необходимо зачистить с помощью мелкой наждачной бумаги.

Закаленное стекло сверлить нельзя

Это приведет к его раскалыванию на множество мелких осколков, несмотря на то, что оно обладает повышенной прочностью. Закаленное стекло широко применяется в автомобилестроении, мебельной промышленности, жилищном строительстве. Отличают его по маркировке в виде буквы “З” или надписи “Tempered”. Если обозначений нет, следует обратить внимание на другие характерные признаки. Это могут быть радужные пятна, которые видны на поверхности под определенным углом, а также через поляризационные очки и фильтры.

Согласно ГОСТ Р 54162-2010 кромки и отверстия перед закалкой обрабатываются. Острые кромки указывают на то, что стекло незакаленное.

Закаленное стекло

Главная причина, по которой большинство производителей стеклянных конструкций выбирают закаленное стекло, – это такие его свойства, как прочность и безопасность. Именно эти функции сделали закаленное стекло популярным среди архитекторов и обычных потребителей. Главное свойство закаленного стекла – это то, что разбиваясь, оно не разлетается на режущие осколки.

Читайте, как разбивается стекло.

Наша компания устанавливает стеклянные конструкции исключительно из каленого стекла высокого качества.

Закаленное стекло в 4-5 раз прочнее, чем обычное отожженное стекло такой же толщины, оно более устойчиво к тепловому воздействию и при ударе распадается на мелкие шарики, чем обеспечивает большую безопасность. Именно по причине своей практичности и прочности такой тип стекла становится материалом для изготовления стеклянных ограждений и дверей.

Закаливание стекла – это довольно простой процесс, который требует внимательного и строгого контроля. Стекло нагревается при температуре от 630° до 650°С в печи, а потом охлаждается до комнатной температуры с помощью воздушных компрессоров.

Вырезанные нужного размера стекла заправляются в печь, где они двигаются назад и вперед, пока не достигнут нужной температуры (?620°-650°С). Затем они охлаждаются в секции быстрого охлаждения.

Закаленное стекло настолько прочное благодаря растягиванию и сжатию внутри во время охлаждения. Когда горячее стекло резко охлаждается, его поверхности охлаждаются быстрее, чем внутренняя часть, и при этом возникают зоны напряжения. Они распределяются в материале неравномерно.

На внешней поверхности стекла возникает  сжимающееся напряжение, в то время как на внутренней его части – растягивающее напряжение. Для устранения такого эффекта производится дополнительная тепловая обработка. Такой процесс называется отжигом и он обязателен в процессе производства закаленного стекла. В результате перераспределения напряжений внутри стекла у термически закаленного стекла появляются новые качества.

Хотя процесс изготовления закаленного стекла на первый взгляд кажется простым, он достаточно трудоемкий, и требует надлежащего надзора и контроля, чтобы предотвратить нежелательную деформацию стекла, такую как: оптические искажения, следы от роллеров, волны и изгибы, фрагментация или даже спонтанная поломка.

Оптические искажения – это дефект качества стекла. Такое изменение может произойти во время нагревания стекла при использовании не той температуры, неравномерного распределения температур по поверхности листа стекла. Чуть заметные следы от роликов могут появиться вследствие закаливания стекла при температуре, близкой к его точке размягчения.

И хотя почти всегда закаленное стекло сопровождается оптическими искажениями, стоит заметить, что такое их количество в современной архитектуре неоправданно и  непростительно. Конечно, незначительные искажения могут присутствовать, но они должны быть незаметными для человеческого зрения и уж точно не бросающимися в глаза.

Избежать нежелательных оптических искажений возможно еще в процессе изготовлении стекла. Для этого  нужно поправить роллеры, выставить правильную температуру,  распределить температуру в печи равномерно вдоль всего стекла, следить за процессом изготовления и, если замечаются оптические изменения, предпринять соответствующие меры. Бывает так, что сразу подобный дефект незаметен, но он становится явным только при попадании солнечного света и бликовании.

Новые технологии в изготовлении закаленного стекла состоят в применении более мощных, по сравнению с традиционно используемыми печами с радиационным нагревом, конвекционных печах. Нагревание в печах с радиационным нагревом, скорее всего, будет неравномерным, если нагрев будет осуществляться непосредственно на нагревательных элементах. Иногда из-за неправильной эксплуатации, температура в печах с радиационным нагревом распределяется неправильно, что вызывает изменения в качестве изделия и оптические искажения в частности.

Сравнивая эти два типа печей, можно назвать основные их характеристики:

– печь с радиационным нагревом:

  • прямой нагрев проводится непосредственно через нагревающие  элементы;
  • неравномерный нагрев, поскольку теплообмен нестабильный, температура может подниматься до 700°С;
  • нагревание медленное, стекло находиться больше в размягченном состоянии;
  • небольшой расход энергии.

– конвекционная печь:

  • непрямой нагрев проводится посредством горячего воздуха и высокого давления;
  • нагрев более равномерный;
  • теплообмен улучшен, температура может подниматься до 660°С;
  • нагревание происходит на 25% быстрее, и стекло меньше находится в размягченном состоянии;
  • расходуется на 10% больше энергии по сравнению с печами с радиационным нагревом.

Что же касается еще одного возможного дефекта закаленного стекла, а именно пометок от роллеров, стоит в первую очередь заметить, что это довольно редкое явление для качественного продукта.

Он может быть вызван неправильным процессом изготовления – в частности неверной эксплуатацией роллеров. Фрагменты стекла могут оставаться на роллерах и царапать листы стекла следующей партии. Редкая чистка роллеров и их усиленная эксплуатация, когда с них стараются «выжать» больше, чем предусматривает их ресурс, тоже иногда становятся причиной возникновения царапин.

Волны и изгибы также считаются редким дефектом. Он возникает из-за того, что либо стекло изначально неровное, либо из-за неравномерного распределения температуры в печи, которое может быть волнообразным с температурной разницей в 20°С-40°С. Вследствие этого отдельные части стекла могут незначительно прогибаться.

Решением этой проблемы могут стать следующий шаг:

– увериться, что температура выставлена соответственно требований, а жар распределен равномерно по всему стеклу.

Также большую роль в качестве закаленного стекла играют края остекления. Как и на поверхностях стекла, на его краях тоже возникают напряжения, которые делают эти края прочнее. Но их прочность ослабевает при резком охлаждении, так как и нагрев на краях листа стекла значительно больше. Потому края закаленного стекла считаются самым слабым местом в таком остеклении и их сохранность играет большую роль. На качество граней остекления влияют уровень шлифовки и распределение температур в печи во время нагрева. Углы граней тоже обязательно должны быть хорошо отшлифованы.
Узнать о качестве закаленного стекла можно судить по его осколкам.
Разбивание  закаленного стекла и есть главным его тестом на качество. Если осколки тупые, маленького и одинакового размера, значит, что качество стекла высокое. Так как тупые осколки – показатель защиты от порезов, равномерность и большое количество маленьких осколков свидетельствует о высоком уровне прочности. Поэтому для нашей компании закаленное стекло более приоритетное в использовании не только стеклянных дверей и различного рода ограждений, но и других стеклянных конструкций таких как: перегородки, козырьки, полы, потолки, душевые кабины, кухонные панели.

Еще одна часто возникающая проблема, влияющая на качество стекла, –  явные ожоги на поверхности стекла. Чаще всего такой дефект характерен для стекол с отражающей пленкой. Именно поэтому стекло разрезают после процедуры закаливания, чтобы избежать ожогов на пленке по краям остекления.

Закаленное стекло иногда ломается без какой-либо видимой причины. Виной тому могут быть микроскопические внутренние никель-сульфидные камешки.

Никель – сульфидные включения попадают в стекловарную шихту в процессе изготовления стекла вместе с сырьем, а в закаленном стекле являются причиной разрушения, вследствие созданных напряжений в процессе закалки. Таким образом, при нагревании эти шарики находятся в активном состоянии, а при охлаждении не успевают вернуться в свое обычное состояние. Поэтому после установки стекло может поломаться благодаря разным окружающим причинам таким, как колебание температур.
Но саморазрушение стекла – очень редкий случай, который соответствует лишь 2% из 100%. Так же предпринимаются меры, чтобы в будущем избежать такой проблемы: стекло охлаждают немного медленнее, таким образом позволяя никель-сульфидным камешкам вернуться в свое обычное неактивное состояние.

Вдобавок, чтобы предотвратить саморазрушение стекла после установки, производителями проводятся испытания на саморазрушение (Heat Soak Test),  которое имеет достаточно высокую стоимость.

В процессе этого теста, стекло загружают в печь термовыдержки, где его подвергают температуре до 280°С. 95% никель-сульфидных камешков становятся активными, разрушая стекло. То есть после проведения такого теста риск раскалывания закаленного стекла снижается на 95%.

Наша компания с радостью ответит на все ваши вопросы, возникшие при прочтении этой статьи и касающиеся использования закаленного стекла!

Вернуться на главную страницу.

 

 

 

Плюсы и минусы закаленного стекла


Ключевое преимущество закаленного стекла – это его ударопрочность. При производстве такой материал закаляют на специальных станках, и он приобретает уникальную устойчивость к физическим повреждениям и воздействию горячих температур.

Основные плюсы закаленного стекла:

  1. Прочность – разбить такое стеклополотно случайно невозможно;

  2. Термостойкость – не разрушается под воздействием жара, огня;

  3. Высокий уровень светопрозрачности – до 84%;

  4. Безопасность – не образует острых осколков.


Стекло, прошедшее процедуру закалки, в 8 раз прочнее обычного. Оно легко выдерживает даже самые высокие нагрузки на изгиб, не боится вибраций, воды и экстремальных температур. Его можно использовать для отделки как интерьерных, так и внешних конструкций. Если на стеклянную крышу из такого материала сбросить трехпудовую гирю, она не разобьется и даже не треснет.


Какие есть минусы у закаленного стекла


К недостаткам каленого материала можно отнести сложность его изготовления и обработки. Изделиям из такого стекла нужно придавать форму и делать в них отверстия еще на этапе плавки, пока стеклополотно горячее и пластичное. После остывания конструкции изменить ее каким-либо образом уже невозможно. Все эти особенности многократно усложняют процесс производства. Ведь малейшая ошибка может привести к тому, что полотно просто не подойдет по размерам или не будет обладать нужной конфигурацией. Именно этими сложностями и объясняется высокая стоимость конструкций из закаленного стекла.

От чего зависит качество закаленного стекла


Многие свойства и преимущества закаленное стекло приобретает в процессе производства. От соблюдения технологии изготовления зависит не только прочность, но и визуальная привлекательность материала, его функциональность и эргономика. Качественное стеклополотно соответствует следующем характеристикам:

  • Произведено согласно ГОСТ стандартам;

  • Поверхность без сколов и сквозных посечек;

  • Отсутствие инородных включений, острых граней и осыпающихся частиц;

  • Высокий уровень прозрачности, гладкая, ровная поверхность, аккуратно обработанные края.


Качественное стекло, прошедшее процесс закаливания, должно быть достаточно упругим – от 66 000 МПА, прочным на растяжение – от 200 МПА, и обладать хорошим термическим сопротивлением – от 0,00534 к/вт на м2.

Мебель из закаленного стекла – плюсы и минусы


Чаще всего из каленого стеклополотна производят столешницы, кухонные столики и стеновые панели скинали. Выбирая такую поверхность для кухни, важно учитывать не только ее достоинства, но и недостатки.

Плюсы столов из закаленного стекла:

  • Эстетичный внешний вид;

  • Долгий срок службы;

  • Устойчивость к механическим повреждениям;

  • Простота в уходе;

  • Абсолютная гигиеничность;

  • Практичность;

  • Широкие дизайнерские возможности;

Минусы столов из закаленного стекла

  • Усиленный звук при сервировке;

  • Следы от пальцев на глянцевой поверхности.


К плюсам столов из закаленного стекла нужно отнести и то, что они не царапаются. На такой столешнице можно резать хлеб и другие продукты, не опасаясь испортить ее внешний вид. Стеклянная мебель и через 15 лет будет выглядеть, как новая. Она не поблекнет, не покроется плесенью и не потеряет свою форму.


Что касается минусов столов из закаленного стекла, то они малосущественны на фоне их достоинств. Отпечатков следов можно избежать, заказав столешницу из матового стеклополотна, а усиленного звука, используя салфетки или подставки под приборы.


Преимущества закаленного стекла перед стеклокерамикой


Каленое стеклополотно лучше выдерживает точечные удары, что очень важно. Ведь на кухне падение столовых приборов и других предметов для готовки – достаточно нередкое явление. Кроме того, стеклокерамика, в отличие от закаленного стекла, очень легко царапается. Под столешницу из такого материала нужно покупать дорогую посуду с идеально ровным дном, иначе она в скором времени потеряет свой внешний вид. Закаленное стекло стоит намного дешевле, превосходит стеклокерамику в практичности и ничем не уступает ей во внешних характеристиках.


Виды закаленного стекла


Каленое стеклополотно бывает матовым, прозрачным и тонированным, узорчатыми, многослойными, армированные, рифленые . Его можно матировать, украшать поверхность пленкой, фотопечатью или пескоструйным орнаментом. Толщина такого материала варьируется в пределах 4-12 мм. От этого параметра зависят его прочностные и износостойкие характеристики. Чем шире полотно, тем большую нагрузку оно может выдержать и тем шире его спектр применения. Максимальный размер одного листа из термостекла не может превышать 3-х м в ширину и 2,5 м в длину. Ему можно придавать любую конфигурацию, делать стандартную, полукруглую и фантазийную вырезку.



Прочное и безопасное стекло | Наука и жизнь

Фрагмент из книги: Леенсон И. А. Химия в технологиях индустриального общества. — Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011.

Фото Натальи Домриной.

Распределение напряжений в стекле при изгибающей нагрузке: а — напряжение в листе закалённого стекла без нагрузки; б — напряжение в отожжённом стекле; в — напряжение в закалённом стекле под нагрузкой.

‹

›

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.

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:

SiO2•xH2O+6HF→SiF62-+(2+x)H2O+2H+.

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 100оС) 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 270оС, тогда как обычное растрескивается уже при быстром изменении температуры на 70оС.

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 300оС) 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 200оС, 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—650оС 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.

Информация о книгах Издательского дома «Интеллект» — на сайте www.id-intellect.ru

Как просверлить стекло? Можно ли сделать отверстие в закаленном стекле?

Стекло один из сложнейших материалов для сверления, оно твердое, но при этом достаточно хрупкое. Из-за таких характеристик в нем чрезвычайно трудно проделать аккуратные отверстия, однако это вполне возможно. Причем, сделать это можно даже с помощью обычных инструментов, которые есть под рукой у любого, кто самостоятельно занимается строительством и ремонтом.

Как просверлить отверстие в стекле

Сложность работы напрямую зависит от того, чем вы будете пользоваться для сверления. Самым простым вариантом, является использование шуруповерта или же дрели с установленным на них трубчатым сверлом с алмазным напылением. Главное требование к инструменту – наличие регулятора количества оборотов. Вся процедура будет выполняться на сравнительно малых оборотах, поскольку, чем выше скорость – тем больше вероятность повреждения поверхности и появления трещин.

Поскольку алмазное напыление, как и стекло, имеет свойство перегреваться из-за трения, то нам постоянно придется охлаждать обе соприкасающиеся поверхности. Для этого нам понадобиться пластилин или же пластиковая крышка от бутылки. После того как вы определились, где должна быть дырка, следует уложить прямо на ее центр крышечку, заполненную водой (или же сделать «бассейн» из пластилина вокруг этого места).  Далее уже можно переходить к созданию отверстия. При этом, следует периодически вытягивать инструмент, чтобы вода могла заполнить образовавшуюся пустоту. Углубившись, приблизительно на половину толщины листа, переворачиваем его, размечаем и повторяем все те же процедуры, только теперь с другой стороны. О том, как просверлить стекло правильно смотрите на видео:

Чем просверлить стекло

До того как появились современные строительные инструменты и расходные материалы к ним была придумана масса способов как проделать отверстие в стекле. Самым популярным является использование обычного сверла, которое предварительно раскаляют докрасна на горелке или пламени газовой плиты, а потом закаляют в сургуче. Далее все делается точно так же, как описано выше.

Также для решения, поставленной задачи можно использовать медную трубку, закрепленную напрямую в патроне дрели. При этом, с обеих сторон стекла необходимо закрепить куски картона с уже имеющимся отверстием, а сам лист лучше положить на резиновую основу, чтобы уменьшить вибрации. Изменяется в таком случае и состав «охлаждающей жидкости» – в воду следует добавить корундовый порошок.

Как просверлить закаленное стекло

На вопрос о том можно ли сделать отверстие в каленом стекле не существует однозначного ответа. Теоретически это возможно, однако, своими руками реализовать это очень сложно. Проблема состоит не только в том, что оно, как правило, достаточно толстое, но и в наличии большого количества дефектов в самом листе, которые видны невооруженным глазом. Каление делает материал более твердым и хрупким. Кроме того, увеличивается внутреннее напряжение листа, который в результате внешнего воздействия просто лопается или рассыпается на мелкие кусочки.

Как изготавливается закаленное стекло?

Марк Форд, менеджер по развитию производства в AFG Industries, Inc., объясняет:

Изображение: AFG INDUSTRIES

ИСПЫТАНИЕ СТЕКЛА включает в себя пробивание отверстий, чтобы убедиться, что стекло разбивается на множество мелких осколков одинакового размера. Убедиться в правильности закалки стекла можно по рисунку на разбитых стеклах.

Закаленное стекло примерно в четыре раза прочнее, чем «обычное» или отожженное стекло.И в отличие от отожженного стекла, которое при разбивании может разбиться на зазубренные осколки, закаленное стекло распадается на небольшие, относительно безвредные кусочки. В результате закаленное стекло используется в тех средах, где безопасность человека является проблемой. Применения включают в себя боковые и задние окна в транспортных средствах, входные двери, душевые и ванны, площадки для ракетбола, садовую мебель, микроволновые печи и световые люки.

Чтобы подготовить стекло к процессу закалки, его сначала необходимо разрезать до нужного размера.(Снижение прочности или выход продукта из строя могут произойти, если какие-либо производственные операции, такие как травление или обрезка кромок, выполняются после термообработки.) Затем стекло проверяется на наличие дефектов, которые могут привести к поломке на любом этапе закалки. Абразив, например наждачная бумага, снимает острые кромки со стекла, которое впоследствии моется.

Изображение: AFG INDUSTRIES

GLASS INSPECTOR исследует лист закаленного стекла в поисках пузырьков, камней, царапин или других дефектов, которые потенциально могут его ослабить.

Затем стекло начинает процесс термообработки, в ходе которого оно проходит через закалочную печь в виде партии или непрерывной подачи. Духовка нагревает стекло до температуры более 600 градусов по Цельсию. (Промышленный стандарт — 620 градусов по Цельсию.) Затем стекло проходит процедуру охлаждения под высоким давлением, называемую «закалкой». Во время этого процесса, который длится всего несколько секунд, воздух под высоким давлением обдувает поверхность стекла множеством сопел в различных положениях.Закалка охлаждает внешние поверхности стекла намного быстрее, чем центр. Когда центр стекла остывает, он пытается отодвинуться от внешних поверхностей. В результате центр остается в напряжении, а внешние поверхности сжимаются, что придает закаленному стеклу его прочность.

Стекло при растяжении ломается примерно в пять раз легче, чем при сжатии. Отожженное стекло разбивается при давлении 6000 фунтов на квадратный дюйм (psi). Закаленное стекло в соответствии с федеральными требованиями должно иметь поверхностное сжатие 10 000 фунтов на квадратный дюйм или более; обычно он ломается при давлении около 24 000 фунтов на квадратный дюйм.

Другой подход к изготовлению закаленного стекла — это химическая закалка, при которой различные химические вещества обмениваются ионами на поверхности стекла для создания сжатия. Но поскольку этот метод стоит намного дороже, чем использование печей для отпуска и закалки, он не получил широкого распространения.

Что означает закалка стекла

Закаленное стекло, или закаленное стекло, было подвергнуто термообработке, чтобы сделать его более прочным и безопасным, чтобы предотвратить травмы в случае его разрушения. Фактически, закаленное стекло в четыре-пять раз прочнее, чем отожженное или необработанное стекло.В случае разрушения закаленное стекло раскалывается на небольшие относительно безвредные кусочки, а не на зазубренные осколки.

Большая часть стекла в коммерческих и жилых помещениях закалена. Общие области применения включают в себя боковые и задние окна в транспортных средствах, входные двери, душевые и ванны, площадки для ракетбола, садовую мебель, микроволновые печи, каминные двери и решетки, а также световые люки. Закаленное стекло также используется для внутренних перил, витрин, офисных стен и везде, где требуется прочное, долговечное стекло.

Шаги к закалке стекла:

Закалка стекла происходит после завершения процесса изготовления. Этот процесс включает нагрев материала, а затем его быстрое охлаждение. Ниже приведены пять шагов, которые производители стекла должны предпринять, чтобы правильно закалить стекло.

  1. Сначала вырежьте стекло желаемой формы. Перед тем, как начнется процесс закалки, стекло необходимо разрезать, придать ему форму и обработать кромку. Если производитель попытается протравить или окантовать кусок стекла после термообработки, готовый продукт, вероятно, будет более слабым и более хрупким, чем предполагалось, что увеличивает вероятность поломки и выхода продукта из строя.
  2. Осмотрите стекло на предмет дефектов. Трещины или пузыри могут стать причиной разрушения стекла во время любого этапа процесса закалки; при обнаружении каких-либо изъянов стекло нельзя закалить.
  3. Вымойте стекло. На этом этапе удаляются все крошечные зерна стекла, осевшие во время шлифования, а также всякая грязь, которая может помешать процессу закалки.
  4. Нагрейте стекло в закалочной печи порционно или непрерывно. Для правильной закалки стекла температура в духовке должна быть выше 600 градусов Цельсия (1112 градусов по Фаренгейту).Промышленный стандарт — 620 градусов по Цельсию (1148 градусов по Фаренгейту).
  5. Охладите стекло, чтобы оно остыло. Нагретое стекло подвергается секундам струи холодного воздуха под высоким давлением под разными углами. Этот процесс известен как закалка. Быстрое охлаждение заставляет внешние поверхности стекла остывать и сжиматься быстрее, чем внутренние. Когда внутренний слой стекла охлаждается, он пытается отодвинуться от внешних поверхностей, что вызывает напряжение. Это давление делает закаленное стекло таким прочным.

Другой способ закалки стекла — это химическая закалка. Вместо того, чтобы использовать закалочную печь, на стекло наносится химическое соединение после производства, вызывающее обмен ионов на поверхности, поэтому материал сжимается или сплющивается, создавая внутреннее напряжение. Но этот метод не получил широкого распространения, потому что он значительно дороже.

После завершения процесса закалки обученный инспектор стекла осматривает лист закаленного стекла, чтобы убедиться в его качестве, прежде чем он будет доставлен заказчику.

Более 90 процентов стекла, поставляемого Dillmeier Glass, составляет безопасное закаленное стекло. Как компания по закалке, имеющая сертификат SGCC, мы усовершенствовали процесс закалки стекла в соответствии со строгими национальными требованиями безопасности и стандартами качества, при этом обеспечивая превосходное время оборачиваемости для каждого клиента.

Как закалить стекло | DoItYourself.com

Домашние акценты, такие как закаленное стекло, подчеркивают стиль интерьера дома.Закаленное стекло на самом деле является своего рода безопасным стеклом. Рекомендуется для участков, где высока вероятность повреждения стекла. В быту предметы домашнего обихода все чаще изготавливаются из закаленного стекла, чтобы гарантировать, что они не представляют угрозы для жителей. В отличие от обычного стекла, закаленное стекло не разбивается на кусочки с острыми краями при повреждении. На розничном рынке закаленное стекло доступно как обработанное стекло, что, по сути, означает, что оно закалено в ходе промышленного процесса.Стекло можно закалить и в домашних условиях.

Temper Glass Basics

Основной принцип закалки заключается в резком нагреве и немедленном охлаждении нагретого стекла. Эти внезапные изменения температуры изменяют внутреннюю молекулярную конфигурацию стеклянного предмета. Закаленное стекло немного более подвержено разрушению, чем обычное стекло, поскольку оно более хрупкое. Однако его повышенная безопасность делает его идеальным вариантом для домашнего использования. Закаленное стекло также более термостойкое.Это означает, что окрашенные изделия из закаленного стекла дольше сохраняют краску на поверхности.

Шаг 1 — Подготовка стекла к закалке