Обработка стекла – Закалка

14 Июля 2016

Термическая обработка стекла называется закалкой, которая заключается в постоянном создании внутри стекла значительных напряжений в результате быстрого охлаждения стекла после процесса стеклования. Такая обработка значительно повышает термостойкость и прочность стекла.

Существуют несколько теорий закалки стекла (теории Арамса и Виль-ямсона, Бартенева, Инденбома), в основу которых заложены разные способы создания внутреннего напряжения. Чтобы увеличить теплоотдачу, применяют закалочные среды с высокими охлаждающими свойствами и изменение методов охлаждения стекла в ходе закалки.

Чаще стекло закаляют в воздушной среде, увеличивая скорость охлаждения изменением естественной конвекции на принудительную. Еще большее охлаждение стекла происходит в кремнийорганических жидкостях, минеральных маслах, расплавленных солях и металлах. Для подобных сред характерен скачок коэффициента теплоотдачи, что делает возможным закалку с высокими степенями тонкого стекла с низким ТКЛР. Однако этот коэффициент не постоянен, а изменяется в зависимости от температуры.

Расплавленные металлы имеют ещё большую охлаждающую способность, особенно в области высоких температур (свыше 600 °С). В такой среде закаляют стекла с низким ТКЛР и высокой температурой стеклования. Из-за высокой плотности расплавы металлов затрудняют погружение в них стекла. Недостатком жидкостей как закаливающей среды является плохое регулирование процесса теплоотдачи, т.к. при их кипении погруженное стекло резко изменяет температуру.

Увеличение скорости охлаждения может быть достигнуто циркуляцией жидкости, добавлением в нее поверхностно-активных веществ. Применение распыленных жидкостей увеличивает скорость подачи жидкости и предотвращает ее кипение, повышает турбулентность, что вызывает рост теплоотдачи. Закаленное стекло прочнее отожженного в 4—6 раз за счет создания в внутри стекла напряжения сжатия.