Mitä spesifisiä materiaaleja tai kemiallisia koostumuksia käytetään vastamuodostuslasissa sen lämpö- ja mekaanisen rasituksen vastustuskyvyn parantamiseksi?

Peruslasi koostumus

Peruslasin koostumus on kriittinen määrittämään lämpö- ja mekaaniset ominaisuudet sovittelun vastainen lasi . Yleisiä pohjasityyppejä ovat-

A. borosilikaattilasi

• Avainkomponentit - Pihidioksidi (SiO₂), booritrioksidi (B₂O₃).
• Ominaisuudet -
  • Matala lämpölaajennuskerroin (CTE), mikä tekee siitä erittäin vastustuskykyisen lämpöiskun kannalta.
  • Erinomainen mittakausi lämpötilan muutosten alaisena.
  • Yleisesti käytetty laboratoriolasien, keittiövälineiden ja teollisuussovellusten kanssa.
• Sovellukset : Korkean lämpötilan ympäristöt, kuten uunin ikkunat, autojen ajovalot ja ilmailu- ja ilmailu- ja avaruuskomponentit.

B. Aluminosilikaattilasi

• Avainkomponentit : Pihidioksidi (SiO₂), alumiinioksidi (al₂o₃).
• Ominaisuudet :
  • Suurempi mekaaninen lujuus ja naarmuuntumisen vastus verrattuna tavanomaiseen sooda-kalkkilasiin.
  • Parannettu lämpöstabiilisuus, joka johtuu alumiinioksidin sisällyttämisestä.
  • Usein kemiallisesti vahvistettu ioninvaihtoprosessien avulla.
• Sovellukset : Älypuhelimet (esim. Corning Gorilla Glass), arkkitehtoniset lasitus- ja suoja -näytöt.

C. Soda-lime lasi (muokattu)

• Avainkomponentit : PI -dioksidi (SiO₂), natriumoksidi (Na₂O), kalsiumoksidi (CAO).
• Muutokset :
  • Lisäaineet, kuten magnesiumoksidi (MGO) tai sinkkioksidi (ZNO), voivat parantaa lämpö- ja mekaanista suorituskykyä.
  • Karkaisu- tai laminointiprosessit parantavat sen muodonmuutoksenkestävyyttä.
• Sovellukset : Autoteollisuuden tuulilasit, ikkunat ja yleiskäyttöiset lasitukset.

Lisäaineet lämmönvakauden parantamiseksi

Lisäaineet sisällytetään lasimatriisiin lämmön laajenemisen vähentämiseksi ja korkeiden lämpötilojen vastustuskyvyn parantamiseksi:

A. boorioksidi (B₂o₃)

• Rooli : Vähentää CTE: tä häiritsemällä piidioksidiverkkorakennetta.
• Vaikutus : Parantaa lämpöhakkinkestävyyttä, mikä tekee lasista ihanteellisen sovelluksiin, joihin liittyy nopeaa lämpötilan muutoksia.

B. alumiinioksidi (al₂o₃)

• Rooli : Vahvistaa lasiverkkoa ja parantaa mekaanista kestävyyttä.
• Vaikutus : Lisää naarmuuntumiskestävyyttä, taivutusta ja lämpöjännitystä.

C. Magnesiumoksidi (MGO) ja sinkkioksidi (ZnO)

• Rooli : Toimi stabilisaattoreina parantaaksesi lämpö- ja mekaanisia ominaisuuksia.
• Vaikutus : Vähennä haurautta ja paranna sitkeyttä, etenkin alumiinosilikaattisissa lasissa.

D. litiumoksidi (li₂o)

• Rooli : Käytetään kemiallisesti vahvistetuissa laseissa ioninvaihdon helpottamiseksi.
• Vaikutus : Parantaa pinnan puristusta ja mekaanista lujuutta.

Pintakäsittelyt ja pinnoitteet

Pintakäsittelyt ja pinnoitteet levitetään edelleen lasin anti-muodonmuutosominaisuuksien parantamiseksi:

A. Kemiallisen vahvistaminen (ioninvaihto)

• Käsitellä : Lasipinnan natriumioonit (Na⁺) korvataan suuremmilla kaliumioneilla (k⁺) korkeissa lämpötiloissa.
• Vaikutus : Luo puristusjännityskerroksen pinnalle, mikä parantaa merkittävästi mekaanista lujuutta ja muodonmuutoksenkestävyyttä.

B. Lämpökarkaisu

• Käsitellä : Lasi lämmitetään korkeaan lämpötilaan ja jäähdytetään sitten nopeasti.
• Vaikutus : Indusoi ytimen pinnan puristusjännitykset ja vetolujuudet, mikä parantaa voimakkuutta ja lämpöiskunkestävyyttä.

C. heijastavat ja vähäpätöisyyspinnoitteet

• Materiaalit : Ohuet metallioksidikerrokset (esim. Tinoksidi, titaanidioksidi).
• Vaikutus : Vähennä valon heijastusta ja säteilyä, parantaa optista selkeyttä ja lämpöeristystä.

Komposiitti- ja laminoidut rakenteet

Joissakin tapauksissa muodonmuutoslasi yhdistetään muihin materiaaleihin sen suorituskyvyn parantamiseksi:

A. Laminoitu lasi

• Rakenne : Kaksi tai useampaa lasikerrosta, jotka on sidottu välikerroksen kanssa (esim. Polyvinyylibutyral, PVB).
• Vaikutus : Parantaa iskunkestävyyttä ja estää särkymisen, mikä tekee siitä turvallisemman ja kestävämmän.

B. Hybridi -materiaalit

• Rakenne : Lasi yhdistettynä polymeereihin tai metalleihin.
• Vaikutus : Tarjoaa ylimääräistä joustavuutta ja lujuutta, hyödyllistä taitettavissa näytöissä tai joustavassa elektroniikassa.

Edistyneitä valmistustekniikoita

Edistyneitä tekniikoita käytetään parantamaan anti-muodonmuutoksen lasin materiaalien ominaisuuksia:

A. Nanorakente

• Käsitellä : Sisällyttää nanohiukkaset lasimatriisiin.
• Vaikutus : Parantaa mekaanista lujuutta, lämmön stabiilisuutta ja optisia ominaisuuksia.

B. Ohjattu jäähdytys

• Käsitellä : Hidas jäähdytys (hehkutus) sisäisten rasitusten lievittämiseksi.
• Vaikutus : Vähentää muodonmuutoksen tai halkeilun riskiä käytön aikana.

Esimerkkejä erikoistuneista muodonmuutoksen vastaisista lasista

A. Pyrex (borosilikaattilasi)

• Koostumus : ~ 80% SiO₂, ~ 13% B₂O₃.
• Sovellukset : Laboratoriolaitteet, leipomo- ja teollisuuskomponentit.

B. Corning Gorilla Glass (aluminosilikaattilasi)

• Koostumus : Sio₂, al₂o₃, na₂o, mggo.
• Sovellukset : Älypuhelinten näytöt, tabletit ja muut elektroniset laitteet.

C. Schott Robax (läpinäkyvä keraaminen lasi)

• Koostumus : Lasi- ja keraamisten materiaalien yhdistelmä.
• Sovellukset : Puupolttoaineet, takka ja korkean lämpötilan katseluikkunat.