热强化与钢化玻璃

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当想到一些世界上最引人注目、视觉上最令人惊叹的建筑时,它们最有可能涉及大片的玻璃。在这些建筑杰作被创造出来之前,出于耐久性和/或安全原因,玻璃可能需要进行热处理。所需要的加工类型——热强化还是钢化——取决于玻璃的特定用途。

有两种不同类型的热处理玻璃,热强化和钢化。两者之间的相似之处包括:

  • 生产使用相同的加工设备
  • 将玻璃加热到大约1200华氏度,然后强制冷却,使其表面和边缘受压

两种杯子的区别如下:

  • 使用钢化玻璃,冷却过程被加速,从而产生更高的表面压缩(单位面积的力或能量的尺寸)和/或玻璃边缘压缩。正是空气淬灭温度、体积和其他变量造成了至少10,000磅/平方英寸(psi)的表面压缩。这一工艺使玻璃的强度和安全性比退火或未经处理的玻璃高4到5倍。因此,钢化玻璃不太可能经历热断裂。
  • 使用热强化玻璃,冷却过程较慢,这意味着压缩强度较低。最后,热强化玻璃的强度大约是退火或未处理玻璃的两倍。

热处理或钢化玻璃的行业标准规范要求是ASTM C1048。对于热强化玻璃,要求表面压缩3500至7500 psi,不要求边缘压缩。全钢化玻璃的最小表面压缩压力为69 MPa (10,000 psi),或边缘压缩压力不低于67 MPa (9,700 psi)。

安全玻璃通常被指定为在火灾、爆炸、龙卷风或飓风等情况下,碎玻璃有可能成为抛射物伤害人的地方提供安全或保证居住者的安全。

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当需要额外强度来抵抗风压、热应力或两者兼而有之时,通常指定热强化玻璃,而完全钢化玻璃不需要额外强度或安全断裂模式。热强化玻璃的另一个优点是,当破碎时,玻璃碎片的大小和形状与退火玻璃碎片更相似,因此往往比完全钢化的玻璃颗粒停留在开口更长时间。尽管根据建筑规范,热强化玻璃不是安全玻璃,但这种破碎模式可以防止玻璃掉落伤人。

安全玻璃是全钢化玻璃,满足安全玻璃标准CPSC 16 CFR 1201或ANSI Z97.1或两者的要求。与普通退火玻璃相比,安全玻璃破碎后会断裂成相对较小的碎片,从而大大降低严重切割或穿刺伤害的可能性。对于一些应用,例如门、浴缸和淋浴罩的玻璃以及靠近行走表面的固定玻璃,建筑规范和条例要求使用全钢化安全玻璃。全钢化安全玻璃通常用于其他需要其强度和/或安全特性的应用,如桌面,柜台,陈列柜外壳,制冷和食品服务设备,家具和类似的应用。全钢化玻璃也用于需要显著额外强度以抵抗风压、热应力或两者兼有的应用。

然而,由于这种破碎模式,钢化玻璃更有可能在破碎后立即从玻璃系统中掉下来。设计专业人士在选择安全玻璃时必须考虑到这一点。如果玻璃在玻璃系统中保持固定是很重要的,另一种形式的安全玻璃,如夹层玻璃,应考虑。

通过热强化和回火,变形是可能的。玻璃产生光学图像畸变的原因有很多,包括玻璃的压力、风荷载、温度和气压的变化,甚至玻璃制造和安装位置之间的高度变化。由于其在较高温度下的流动性,玻璃在热处理时也天生容易受到辊波、弯曲和翘曲的影响。

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这就是为什么建议在工作现场条件下做全尺寸模型来评估特定热处理工艺的光学美学。此外,为了尽量减少热处理过程中固有的玻璃变形的潜在影响,建议以下提示:

  • 使用相同的工艺参数,在相同的设备上生产给定项目的所有热处理玻璃
  • 玻璃变形也可能发生在热处理玻璃的应变图案或在制造中空玻璃单元的干涉条纹图案
  • 使用较厚的玻璃,因为它不容易变形
  • 调整热处理玻璃的方向,使辊波(热处理过程中施加到玻璃上的周期波,通过峰谷距离测量)与窗框/封头平行

虽然没有工业标准来量化允许的热处理玻璃辊波,0.005英寸的公差经常被指定。体外建筑玻璃(以前的PPG玻璃)推荐使用毫度屈光度规格代替,如果它是可用的。

在确定项目所需的热处理工艺类型时,安全是首要考虑因素。决定是使用热强化玻璃还是钢化玻璃取决于具体的应用。例如,热强化玻璃可用于不需要特别要求安全玻璃产品的应用;钢化玻璃应用于任何需要安全玻璃的地方。

有关使用热处理和热强化玻璃的完整技术信息,请阅读体外建筑玻璃技术文件TD-138.其他关于玻璃的问题,请接触玻璃试管或拨打1-855-VTRO-GLS(1-855-887-6457)。