Закаленное стекло: особенности производства, свойства, преимущества и недостатки

Развитие технологий привело к тому, что многие привычные вещи и материалы удается трансформировать, наделить их новыми свойствами. Примером такого решения являются закаленные стекла. Внешне они мало чем отличаются от обычных, но по прочности существенно превосходят необработанные аналоги. Что это за материал, как его получают, какими характеристиками, преимуществами и недостатками он обладает – приглашаем разобраться в этом вместе.

Технологии закалки стекла

Закаливание – это процедура, в результате которой удается изменить внутреннюю структуру исходного материала. Это приводит к упрочнению заготовки, повышению ее эксплуатационных качеств.

Стекло закаливают двумя способами: классическим термическим и химическим.

Термическое закаливание

Традиционная методика закаливания состоит в том, что на материал воздействуют повышенной температурой. Технология предусматривает соблюдение нескольких этапов:

1. Первым делом исходный материал обрабатывают: снимают кромку, делают в нем технологические отверстия, покрывают рисунком. Важно, чтобы после проведения этих процедур на поверхности не осталось дефектов (сколов, царапин, микротрещин), иначе в процессе закаливания стеклянный фрагмент растрескается.
2. Заготовку помещают в специальную печь, постепенно повышая температуру до 530–750 градусов. Степень нагрева зависит от состава сырья, который влияет на температуру его плавления.
3. Полуфабрикат быстро охлаждают до температуры 25–30 градусов.

Производители применяют для закаливания вертикальные или горизонтальные печи. Охлаждение может происходить двумя способами:

• на заготовку направляются потоки холодного воздуха, который подается под высоким давлением и равномерно обдувает поверхность с двух сторон;
• полуфабрикаты помещаются в ванны с минеральными маслами, расплавленными металлами, солями или иными веществами.

Последний вариант является предпочтительным, поскольку скорость охлаждения высокая. Но в силу технологических сложностей такая методика обходится дороже, что неминуемо отражается на стоимости конечного продукта.

Химическое закаливание

Суть технологии состоит в изменении структуры материала на ионном уровне. Для этого заготовку помещают в ванну с расплавленными солями щелочного металла. Под действием температуры 420 градусов происходит замещение ионов натрия с поверхности стекла ионами калия, поступающими из раствора. В результате такого процесса материал становится прочнее. Но если его удается разбить, то при разрушении стекло образует острые опасные осколки. Чтобы избежать этого, после химической закалки полуфабрикат практически всегда подвергают дополнительному ламинированию.

Характеристики закаленного стекла

Процедура закаливания увеличивает технологический процесс производства, повышает стоимость конечного изделия. Однако подобные затраты полностью компенсируются высокими эксплуатационными свойствами продукции. Среди ключевых характеристик закаленного материала особенно стоит выделить:

• Стойкость к механическому воздействию, ударам. По сравнению с незакаленным стеклом этот показатель выше в 5–10 раз;
• Стойкость к сжатию и растяжению. Этот параметр выше в 5–6 раз, чем у необработанного продукта.
• Широкий диапазон рабочих температур. Материал допускается эксплуатировать при температуре от -70 до +300 градусов.

Важным свойством продукта является его безопасность. Даже в результате повреждения поверхности – появления царапин, микротрещин – оно продолжает исправно исполнять свои функции. Если стекло даже разобьется, то оно расколется на множество небольших осколков с ровными краями, о которые сложно порезаться.

Разновидности

Предварительная обработка перед закаливанием позволяет получать различные декоративные эффекты. В зависимости от этого упрочненное стекло делится на несколько видов.

Обычное

Классическое прозрачное стекло, внешне оно ничем не отличается от незакаленного, но его прочность в 5 и более раз выше. В процессе производства продукцию не подвергают дополнительным обрабатывающим операциям. Это наиболее дешевая разновидность материала.

Optiwhite

Отличается от обычного составом, в котором уменьшено содержание железа. Чем его больше, тем отчетливее улавливается зеленоватый оттенок. Стекло Optiwhite лишено такого недостатка, оно идеально прозрачное. Это сказывается на его эксплуатационных свойствах: материал лучше пропускает свет, обладает абсолютной прозрачностью, в полной мере передает естественные цвета и оттенки.

Матовое

Фактурный материал с выраженным микрорельефом поверхности. Из-за такой особенности стекло становится полупрозрачным, оно передает размытые силуэты и очертания. Матовую поверхность получают путем воздействия химических реагентов, которые вытравливают верхний слой полотна. На таких изделиях сложно рассмотреть царапины.

Тонированное

Материал получают непосредственно в процессе плавления, добавляя к базовому составу дополнительные компоненты, меняющие его цвет. Обычно в роли «красителей» выступают оксиды металлов, они натуральные, экологически безопасные. Например, если добавить немного оксида кобальта, то удастся получить легкий голубой оттенок. Оксид меди в разных исходных составах способен окрашивать материал как в голубой, так и в зеленый оттенок. Поскольку тонирование происходит по всей массе, стекло не выгорает на солнце.

Эмалитированное

Технология окрашивания, которая позволяет получить непрозрачные стекла. Материал получают следующим способом: сначала на одну поверхность наносят эмаль в любом оттенке RAL, затем заготовку подвергают термической обработке. В результате такого процесса краска вплавляется в структуру материала и становится с ним одним целым.

Преимущества и недостатки

Закаленное стекло характеризуется множеством преимуществ, основные из них:

• стойкость к термическому воздействию и перепадам температур;
• ударопрочность;
• безопасность эксплуатации;
• износостойкость;
• масса декоративных эффектов.

К недостаткам продукта можно отнести повышенную стоимость по сравнению с обычными незакаленными изделиями, а также отсутствие возможностей для дальнейшей обработки (сделать дополнительные отверстия, снять кромку, изменить формат заготовки не удастся). Иногда для закаленного стекла допускается использовать лазерную резку, однако, такая технология дорогостоящая, поэтому ее применение нецелесообразное.

Сферы применения материала

Высокие декоративные свойства в совокупности с прочностью и износостойкостью сделали закаленное стекло востребованными материалом в производстве различных изделий. Оно активно применяется для изготовления:

• фасадного остекления;
• стен и перегородок, зонирующих пространство;
• межкомнатных дверей;
• душевых кабин и штор;
• кухонных фартуков;
• элементов мебели;
• автомобильных стекол;
• навесов, козырьков;
• уличных ограждений;
• садовых теплиц.

Эксперименты по использованию материала продолжаются, поэтому не исключено, что вскоре мы увидим еще больше вариантов его применения.