چگونه تنش سطحی فشاری در شیشه سکوریت مقاومت آن را در برابر ضربه و شوک حرارتی بهبود می بخشد؟

تنش سطحی فشاری در شیشه سکوریت شده به طور قابل توجهی مقاومت آن را در برابر ضربه و شوک حرارتی افزایش می دهد و آن را بسیار قوی تر و بادوام تر از شیشه های غیر سکوریت یا آنیل شده می کند. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

مقاومت در برابر ضربه:
فشار و استحکام سطح:
در طی فرآیند تمپر کردن، شیشه تا دمای بالا (حدود 620 تا 700 درجه سانتیگراد) گرم می شود و سپس با فواره های هوای سرد به سرعت سرد می شود (خاموش می شود). این سرد شدن سریع باعث می‌شود که لایه‌های بیرونی شیشه سریع‌تر از لایه‌های داخلی جامد شوند و باعث ایجاد تنش فشاری در سطح و تنش کششی در داخل می‌شود.
اثر نتیجه: تنش فشاری روی سطح به عنوان مانعی در برابر ترک ها عمل می کند. هنگامی که به شیشه سکوریت ضربه می زند، تنش فشاری به جلوگیری از انتشار ترک کمک می کند زیرا سطح فشرده شده و احتمال شکستگی آن کمتر است.
مقاومت در برابر ضربه: به این معنی است شیشه سکوریت شده در برابر شکستگی در اثر ضربه بسیار مقاوم تر است. حتی زمانی که نیرو به سطح وارد می شود، تنش فشاری مانع از شکستگی آسان شیشه می شود. اگر ترک ایجاد شود، معمولاً کوچک و بی‌حجم هستند و در مقایسه با شیشه‌های سنتی که می‌توانند به تکه‌های تیز خرد شوند، خطر آسیب را کاهش می‌دهند.

مقاومت در برابر شوک حرارتی:
خنک کننده دیفرانسیل:
فرآیند کوئنچ باعث ایجاد اختلاف دما بین سطح و هسته شیشه می شود. سطح سریعتر از لایه های داخلی سرد و منقبض می شود و منجر به ایجاد تنش فشاری در سطح و تنش کششی در هسته می شود.
تعادل تنش حرارتی: شیشه، مانند اکثر مواد، هنگام گرم شدن منبسط می شود و در هنگام سرد شدن منقبض می شود. اگر یک تکه شیشه در معرض تغییر سریع دما (شوک حرارتی) قرار گیرد، لایه‌های داخلی می‌خواهند بیشتر از لایه‌های بیرونی منبسط یا منقبض شوند.
فشرده سازی از شوک حرارتی محافظت می کند: در شیشه سکوریت، تنش سطح فشاری در برابر این نیروهای داخلی مقاومت می کند. اگر شیشه در معرض تغییر دمای ناگهانی قرار گیرد (مثلاً پاشیدن آب گرم به یک پنجره سرد)، تنش فشاری به جلوگیری از ترک خوردن شیشه کمک می کند. تنش کششی داخلی (که معمولاً شیشه را در معرض ترک خوردن تحت تنش حرارتی قرار می دهد) با فشرده سازی سطح خنثی می شود. به همین دلیل است که شیشه سکوریت شده می تواند تفاوت دمایی بسیار بالاتر (اغلب 3 تا 4 برابر بیشتر از شیشه آنیل شده) را بدون ترک تحمل کند.

دوام کلی افزایش یافته:
ترکیبی از فشار سطحی و کشش داخلی باعث می‌شود شیشه سکوریت سخت‌تر و در برابر تنش‌های فیزیکی و حرارتی مقاوم‌تر شود. این می تواند استرس را به طور موثرتری جذب و توزیع کند، که آن را برای استفاده در کاربردهایی که مقاومت در برابر ضربه و توانایی کنترل نوسانات دما حیاتی است، ایده آل می کند - مانند پنجره های اتومبیل، درهای اجاق گاز، و کابین دوش.