Ako vzniká tlaková napäťová vrstva v tvrdenom skle

Aug 03, 2026 Zanechajte správu

Proces tvorby tlakovej napäťovej vrstvy vo fyzikálne tvrdenom skle
Predúprava ohrevom{0}}: Bežné žíhané sklo sa rovnomerne zahreje na 50 – 60 stupňov nad jeho teplotu skleného prechodu (Tg)-približne 620 až 700 stupňov -, čím sa sklo dostane do viskoelastického, deformovateľného stavu a uvoľní sa akékoľvek predchádzajúce{{7} existujúce vnútorné napätie
Rýchle ochladzovanie/chladenie: Vysokotlakový-studený vzduch je fúkaný rovnomerne na oba povrchy skla súčasne. Povrchová teplota prudko klesá, čo spôsobí ochladenie, stiahnutie a stuhnutie povrchovej vrstvy ako prvé. V tomto štádiu zostáva vnútorná vrstva vo vysokoteplotnom viskóznom stave, čo umožňuje, aby sa napätie generované kontrakciou povrchu úplne uvoľnilo prostredníctvom viskózneho toku vnútornej vrstvy.
Obmedzená kontrakcia vytvárajúca stres: Ako sklo pokračuje v ochladzovaní na izbovú teplotu, vnútorná vrstva sa ochladzuje a začína sa zmenšovať. Pretože však povrchová vrstva už úplne stuhla a nemôže sa zmršťovať synchrónne, kontrakcia vnútornej vrstvy je obmedzená tuhosťou vytvrdeného povrchu. To v konečnom dôsledku vedie k vytvoreniu trvalej, rovnomerne rozloženej vrstvy tlakového napätia na povrchu, s príslušnou vrstvou napätia v ťahu vytvorenou vo vnútri, aby sa udržala rovnováha.

 

Proces tvorby tlakovej napäťovej vrstvy v chemicky tvrdenom skle
Nízkoteplotné prostredie iónovej výmeny: Sklo je ponorené do roztoku roztavenej alkalickej soli pri teplote približne 400 stupňov . Pretože táto teplota je pod teplotou skleného prechodu, sklo nepodlieha žiadnej makroskopickej deformácii.
Náhrada veľkých{0}}iónových iónov: Menšie ióny sodíka (alebo ióny lítia) v povrchovej vrstve skla sa vymieňajú za väčšie draselné ióny zo soľného roztoku; väčšie draselné ióny sa vložia do existujúcich iónových voľných miest na povrchu skla.
Efekt zhlukovania vytvárajúci kompresný stres: Veľký objem iónov draslíka vytvára v povrchovej vrstve efekt „preplnenia“ alebo „plnenia“. Tento objemový rozdiel medzi alkalickými iónmi vytvára tlakové napätie; rozsah výmeny iónov a hĺbka výmennej vrstvy priamo určujú hrúbku vrstvy tlakového napätia a veľkosť tlakového napätia.