Jaké specifické materiály nebo chemické složení se používají v anti-deformačním sklenizaci pro zvýšení jeho odolnosti vůči tepelnému a mechanickému stresu?

Složení základního skla

Složení základního skla je rozhodující pro stanovení tepelných a mechanických vlastností Anti-deformační sklo . Mezi běžné typy základního skla patří:

A. Borosilikátová sklo

• Klíčové komponenty : Oxid křemičitý (SIO₂), oxid borů (b₂o₃).
• Vlastnosti :
  • Nízký koeficient tepelné roztažnosti (CTE), díky čemuž je vysoce odolný vůči tepelnému šoku.
  • Vynikající rozměrová stabilita při změnách teploty.
  • Běžně se používá v laboratorním skleněném nádobí, nádobí a průmyslových aplikacích.
• Aplikace : Prostředí s vysokou teplotou, jako jsou okna pece, automobilové světlomety a letecké komponenty.

B. Hlinosilikátová sklo

• Klíčové komponenty : Oxid křemičitý (SIO₂), oxid hliníku (al₂o₃).
• Vlastnosti :
  • Vyšší mechanická pevnost a odolnost proti poškrábání ve srovnání se standardním sklem soda-limetem.
  • Zlepšená tepelná stabilita v důsledku začlenění oxidu hlinitého.
  • Často chemicky posíleny procesy výměny iontu.
• Aplikace : Smartphony (např. Corning Gorilla Glass), architektonické zasklení a ochranné obrazovky.

C. SodA-Lime Glass (Modified)

• Klíčové komponenty : Oxid křemičitý (SIO₂), oxid sodný (Na₂O), oxid vápenatý (CAO).
• Modifikace :
  • Přísady, jako je oxid hořečnatý (MGO) nebo oxid zinečnatý (ZnO), mohou zlepšit tepelný a mechanický výkon.
  • Procesy temperování nebo laminování dále zvyšují její odolnost proti deformaci.
• Aplikace : Automobilová čelní sklo, okna a zasklení obecně.

Přísady ke zvýšení tepelné stability

Přísady jsou začleněny do skleněné matrice, aby se snížila tepelná roztažení a zlepšila odolnost vůči vysokým teplotám:

A. oxid boronu (b₂o₃)

• Role : Snižuje CTE narušením struktury sítě oxidu křemičitého.
• Účinek : Zvyšuje odpor tepelného nárazu, díky čemuž je sklo ideální pro aplikace zahrnující rychlé změny teploty.

B. Oxid hliníku (al₂o₃)

• Role : Posiluje skleněnou síť a zlepšuje mechanickou odolnost.
• Účinek : Zvyšuje odolnost proti poškrábání, ohýbání a tepelnému napětí.

C. Oxid hořečnatý (MGO) a oxid zinečnatý (ZnO)

• Role : Působí jako stabilizátory pro zlepšení tepelných a mechanických vlastností.
• Účinek : Snižte křehkost a zvyšujte houževnatost, zejména u hliníkových brýlí.

D. Oxid lithium (li₂o)

• Role : Používá se v chemicky posílených brýlích pro usnadnění výměny iontu.
• Účinek : Zlepšuje kompresi povrchu a mechanickou sílu.

Povrchové ošetření a povlaky

Povrchové ošetření a povlaky jsou aplikovány k dalšímu zlepšení anti-deformačních vlastností skla:

A. Posílení chemikálie (výměna iontu)

• Proces : Ionty sodíku (Na⁺) na povrchu sklenice jsou při vysokých teplotách nahrazeny většími ionty draselného (K⁺).
• Účinek : Vytváří vrstvu stresu na povrch a výrazně zlepšuje mechanickou sílu a odolnost proti deformaci.

B. Tepelné temperování

• Proces : Sklo se zahřívá na vysokou teplotu a poté rychle ochladí.
• Účinek : Indukuje napětí v tlaku na povrchu a napětí v tahu v jádru, zvyšuje pevnost a odolnost proti tepelnému šoku.

C. Anti-reflexní a nízko-emisivní povlaky

• Materiály : Tenké vrstvy oxidů kovu (např. Oxid cínu, oxid titaničitý).
• Účinek : Snižte odraz a emisivitu světla, zlepšení optické čistoty a tepelné izolace.

Složené a laminované struktury

V některých případech je anti-deformační sklo kombinováno s jinými materiály, aby se zvýšila jeho výkon:

A. Laminované sklo

• Struktura : Dvě nebo více vrstev sklenice spojené s mezivrstvou (např. Polyvinylbul, PVB).
• Účinek : Zlepšuje odolnost proti nárazu a zabraňuje rozbitému, což je bezpečnější a odolnější.

B. Hybridní materiály

• Struktura : Sklo kombinované s polymery nebo kovy.
• Účinek : Poskytuje další flexibilitu a sílu, užitečné při skládacích displejích nebo flexibilní elektronice.

Pokročilé výrobní techniky

Pokročilé techniky se používají k upřesnění materiálových vlastností anti-deformačního skla:

A. Nanostrukturace

• Proces : Začleňuje nanočástice do skleněné matrice.
• Účinek : Zvyšuje mechanickou pevnost, tepelnou stabilitu a optické vlastnosti.

B. kontrolované chlazení

• Proces : Pomalé chlazení (žíhání), aby se zmírnilo vnitřní napětí.
• Účinek : Snižuje riziko deformace nebo praskání během používání.

Příklady specializovaných anti-deformačních brýlí

A. Pyrex (Borosilicate Glass)

• Složení : ~ 80% sio₂, ~ 13% b₂o₃.
• Aplikace : Laboratorní vybavení, pekařské a průmyslové komponenty.

B. Corning Gorilla Glass (Aliminosilical Glass)

• Složení : Sio₂, al₂o₃, na₂o, mgo.
• Aplikace : Obrazovky smartphonu, tablety a další elektronická zařízení.

C. Schott Robax (transparentní keramické sklo)

• Složení : Kombinace skleněných a keramických materiálů.
• Aplikace : Kasy hořící dřeva, krby a okna pro sledování vysoké teploty.