Tóm tắt các kỹ thuật củng cố bề mặt thủy tinh

Các bề mặt thủy tinh thường có nhiều vết nứt vi mô và các khiếm khuyết khác, khiến chúng dễ bị vỡ trong các ứng dụng thực tế.bề mặt thủy tinh thường trải qua các phương pháp xử lý tăng cường khác nhau để cải thiện khả năng chống va chạm của chúngCó một số phương pháp để tăng cường bề mặt thủy tinh, bao gồm làm nóng (cả vật lý và hóa học) và đánh bóng (cả vật lý và hóa học).chúng ta sẽ khám phá các quy trình làm nóng thủy tinh và đánh bóng bề mặt.

1. Đánh giá

Nguyên tắc:Kính là một vật liệu dễ vỡ, vốn thích hợp hơn để chịu được nén hơn là căng thẳng.Khi thủy tinh chịu tải hoặc va chạm khiến nó vỡ, đó là căng thẳng kéo quá mức trên một khu vực cụ thể của bề mặt dẫn đến nứt.căng thẳng kéo mà nếu không sẽ gây ra kính bị vỡ có thể được vô hiệu hóa một phần hoặc hoàn toàn, do đó cải thiện độ bền và khả năng chống va chạm của thủy tinh.

Các loại:Chất liệu vật lý, hóa học

Sức mạnh về thể chất

Định nghĩa:Chế độ làm nóng vật lý bao gồm xử lý thủy tinh phẳng hoặc nổi thông thường trong điều kiện quy trình cụ thể bằng cách sử dụng phương pháp làm nguội hoặc làm nguội bằng không khí (nâng nhiệt tổng thể + làm mát trung bình).

Quá trình:Còn được gọi là thủy tinh làm nóng, phương pháp này làm nóng thủy tinh phẳng thông thường trong lò đến gần nhiệt độ làm mềm của nó (khoảng 600 ° C).Kính sau đó được lấy ra khỏi lò và nhanh chóng và đồng đều làm mát đến nhiệt độ phòng bằng cách thổi không khí lạnh áp suất cao lên cả hai bên bằng cách sử dụng nhiều vòi phun, kết quả là thủy tinh cứng.

Đặc điểm:Kính này ở trạng thái bên trong bị căng và bên ngoài bị nén.sự giải phóng căng thẳng làm cho kính vỡ thành vô số mảnh nhỏNhững mảnh vỡ này không có cạnh sắc, làm cho chúng ít có khả năng gây thương tích.

Loại:Khí khí trung bình, Khí chất lỏng, Khí hạt, Khí sương

Dòng chảy quy trình sản xuất:

• Cắt kính thô → Phương pháp xử lý trước (Cắt, phá vỡ cạnh, nghiền cạnh, khoan, rửa, sấy khô) → in màn hình → làm nóng → lắp đặt kết nối → kiểm tra cuối cùng và đóng gói

Thiết bị sản xuất:

• Cửa lò nóng
• Mạng lưới không khí
• Máy in uốn cong

Chất hóa học ∆ Phương pháp trao đổi ion

Định nghĩa:Chất liệu hóa học liên quan đến việc thay đổi thành phần bề mặt của kính phẳng hoặc nổi thông qua trao đổi ion, tạo ra một lớp căng thẳng nén trên bề mặt (thay đổi ion bề mặt).

Quá trình:Kính silicat có chứa các ion kim loại kiềm được ngâm trong muối lithium (Li +) tan chảy.Vì hệ số giãn của Li + nhỏ hơn của các ion Na + hoặc K +, lớp bên ngoài co lại ít hơn lớp bên trong trong quá trình làm mát. Một khi làm mát đến nhiệt độ phòng, thủy tinh vẫn ở trong trạng thái căng thẳng kéo bên trong và căng thẳng nén bên ngoài,tương tự như thủy tinh được làm nóng vật lý.

Loại:Chuyển đổi ion nhiệt độ cao, trao đổi ion nhiệt độ thấp

Dòng chảy quy trình:

• Raw Glass Inspection → Cutting → Edge Grinding → Cleaning and Drying → Low-Temperature Preheating → High-Temperature Preheating → Ion Exchange → High-Temperature Cooling → Medium-Temperature Cooling → Low-Temperature Cooling → Cleaning and Drying → Inspection → Packaging

Ưu điểm:

1. Sức mạnh của thủy tinh làm nóng hóa học có thể so sánh với thủy tinh làm nóng vật lý, với độ ổn định nhiệt tốt, nhiệt độ chế biến thấp, biến dạng tối thiểu,và phù hợp với các độ dày và hình dạng hình học khác nhauCác thiết bị cần thiết là đơn giản, và sản phẩm dễ dàng thực hiện.
2. Sức mạnh cao hơn nhiều lần so với thủy tinh thông thường, với độ bền uốn cong cao hơn 3 đến 5 lần và sức đề kháng va chạm cao hơn 5 đến 10 lần.

Nhược điểm:So với thủy tinh đã được thắt chặt:

1. Chu kỳ sản xuất dài hơn (thời gian trao đổi có thể là hàng chục giờ).
2. Hiệu quả thấp hơn và chi phí sản xuất cao hơn (muối nóng chảy không thể tái chế và đòi hỏi độ tinh khiết cao).
3. Những mảnh vỡ tương tự như thủy tinh thông thường, gây ra rủi ro an toàn.
4. Không ổn định hiệu suất (khả năng ổn định hóa học kém).
5. Sức mạnh cơ học và sức đề kháng va chạm có xu hướng giảm theo thời gian (còn được gọi là thư giãn), với sức mạnh suy giảm nhanh theo thời gian.

Ứng dụng:Kính làm nóng bằng hóa học được sử dụng rộng rãi cho các loại kính phẳng dày khác nhau, kính tường mỏng và các sản phẩm thủy tinh hình chai, cũng như kính chống cháy.Nó đặc biệt phù hợp để tăng cường siêu mỏng, các sản phẩm thủy tinh có hình dạng nhỏ hoặc phức tạp, vì xử lý trao đổi ion không gây ra sự biến dạng quang học đáng chú ý.

Nghiên cứu trường hợp:Corning Gorilla Glass

Các công ty liên kết:

• Corning
• Kính Asahi
• Jingbao
• Schott
• Công nghệ ống kính
• Bern Optics

2. Làm bóng bề mặt

Nguyên tắc:Làm bóng thủy tinh bao gồm việc loại bỏ các khiếm khuyết bề mặt như đường nét, trầy xước và các khiếm khuyết khác thông qua các phương pháp hóa học hoặc vật lý,do đó tăng độ minh bạch và chỉ số khúc xạ của thủy tinhCác vấn đề cốt lõi trong công nghệ đánh bóng là độ chính xác và hiệu quả.

Các loại:Làm bóng vật lý, làm bóng hóa học

Làm bóng vật lý

Định nghĩa:Làm bóng vật lý làm mịn bề mặt của vật dụng bằng các phương pháp cơ học.

Dòng chảy quy trình và các cân nhắc:

1. Trong quá trình đánh bóng, bột đánh bóng được áp dụng trên bề mặt thủy tinh.do đó tất cả các quy tắc và sửa đổi áp dụng cho nghiền cũng áp dụng cho đánh bóng.
2. Sau khi nghiền, phần làm việc phải được rửa bằng nước ấm để loại bỏ hiệu quả bất kỳ bột kim cương dính nào.nơi mà bộ đệm đánh bóng phải phù hợp với hình dạng bề mặt thủy tinh để đảm bảo ma sát đồng đều và kết thúc gương sáng.
3. Trong khi đánh bóng, tránh sử dụng quá nhiều bột đánh bóng, vì điều này có thể làm cho chất đánh bóng trượt thay vì đánh bóng.
4. Các chất đánh bóng có thể được tự động phân phối bởi một máy, với số lượng được xác định bởi người vận hành dựa trên kiểm tra,vì mức độ đánh bóng bề mặt có thể thay đổi tùy thuộc vào loại chất đánh bóng được sử dụng.

Sơn hóa học

Định nghĩa:Làm bóng hóa học sử dụng các dung dịch hóa học, thường là axit hydrofluoric, để làm bóng bề mặt thủy tinh. Có hai kỹ thuật chính: phương pháp ngâm và phương pháp ngâm một bên.

Kỹ thuật 1: Phương pháp tắm ngâm

• Toàn bộ mảnh thủy tinh được ngâm trong bồn tắm hóa học trong 2 ⁄ 3 giờ, sau đó được làm sạch kỹ.
• Phương pháp này được sử dụng để đánh bóng cả hai mặt của kính cùng một lúc.

Kỹ thuật 2: Phương pháp ngâm một bên

• Một tấm bảo vệ được áp dụng trên mặt không đánh bóng của kính, sau đó kính được đặt phẳng và dung dịch hóa học được đổ lên bề mặt đến độ sâu không dưới 3 mm,đảm bảo sự đồng nhất trong 2~3 giờ, sau đó là làm sạch kỹ lưỡng.