شیشه سکوریت چه تفاوتی با شیشه معمولی دارد ؟
شیشه سکوریت شده یا سخت شده نوعی شیشه ایمنی است که با عملیات حرارتی یا شیمیایی کنترل شده برای افزایش استحکام در مقایسه با شیشه معمولی پردازش می شود. تمپر کردن سطوح بیرونی را تحت فشار قرار می دهد و داخلی را تحت کشش قرار می دهد.
چنین تنشهایی باعث میشود که شیشه در هنگام شکستن، بهجای اینکه مانند شیشههای آنیل شده معمولی به تکههای دندانهدار تبدیل شود، به تکههای دانهریز خرد شود. تکه های دانه ای کمتر باعث آسیب می شوند.
شیشه سکوریت به دلیل ایمنی و استحکام در کاربردهای مختلفی از جمله پنجره های خودروهای سواری، درب های دوش، آکواریوم ها، درب ها و میزهای شیشه ای معماری، سینی های یخچال، محافظ صفحه گوشی موبایل، قطعات شیشه ای ضد گلوله، ماسک های غواصی و بشقاب ها و ظروف پخت و پز استفاده می شود .
شیشه سکوریت برای گوشی شما (و سایر ابزارها) چه معنایی دارد؟
محافظ های شیشه سکوریت از لوازم جانبی رایج برای دستگاه های تلفن همراه هستند و از نظر ظاهری کاملاً شبیه روکش های پلاستیکی هستند. با این حال، چند تفاوت اساسی وجود دارد:
- به لطف مقاومت بالا در برابر حرارت، شیشه سکوریت احتمال آسیب دیدن گوشی شما در دمای بالاتر را کاهش می دهد.
- شیشه های سکوریت شده در مقایسه با روکش های استاندارد شیشه ای و پلاستیکی گوشی به راحتی خراشیده یا آسیب نمی بینند
- شیشه سکوریت شده پنج برابر ضخیمتر از محافظ صفحهنمایش پلاستیکی است و در نتیجه محافظت بهتری در برابر ضربه ایجاد میکند
- محافظهای شیشهای نرمتر و شفافتر هستند و بنابراین به ظاهر و احساس صفحهنمایش گوشی اصلی شما نزدیکتر هستند.
- به دلیل مزایای ذکر شده در بالا، محافظ های شیشه ای با قیمت بالاتری عرضه می شوند
شیشه سکوریت شده
تقریباً چهار برابر قوی تر از شیشه آنیل شده است. انقباض بیشتر لایه داخلی در طول ساخت باعث ایجاد تنش های فشاری در سطح شیشه می شود که با تنش های کششی بدنه شیشه متعادل می شود. شیشه با ضخامت ۶ میلیمتر کاملاً سکوریت شده باید دارای حداقل فشار سطحی ۶۹ مگاپاسکال یا فشار لبهای حداقل ۶۷ مگاپاسکال باشد. برای اینکه شیشه ایمنی در نظر گرفته شود، تنش فشاری سطح باید از ۱۰۰ مگا پاسکال تجاوز کند.
در نتیجه افزایش تنش سطحی، هنگام شکستن شیشه به تکههای گرد کوچکی در میآید که برخلاف تکههای تیز دندانهدار است.
تنش های سطحی فشاری به شیشه سکوریت استحکام بیشتری می بخشد. شیشه آنیل شده تقریباً هیچ تنش داخلی ندارد و معمولاً در سطح خود ترک های میکروسکوپی ایجاد می کند. کشش اعمال شده بر روی شیشه می تواند باعث انتشار ترک شود که پس از شروع، کشش را در نوک ترک متمرکز می کند و باعث انتشار ترک با سرعت صوت در شیشه می شود. در نتیجه، شیشه آنیل شکننده است و به قطعات نامنظم و تیز می شکند.
هنگامی که پارامترهایی نظیر مقاومت مکانیکی و ایمنی اهمیت قابل ملاحظه پیدا میکند، شیشه مقاومسازی شده (سکوریت) مورد استفاده قرار میگیرد. معمولترین مورد استفاده این شیشه بدین خاطر که پس از شکست، بصورت قطعات ریز در میآید در صنعت اتومبیل برای شیشههای جانبی و عقب مورد استفاده قرار میگیرد (برای شیشه جلو در عوض از شیشه لمینیت که هنگام شکست جدا نمیشود استفاده میگردد)
تنش های فشاری روی سطح شیشه سکوریت حاوی عیوب است که از انتشار یا انبساط آنها جلوگیری می کند.
هر گونه برش یا آسیاب باید قبل از تمپر انجام شود. برش، سنگ زنی و ضربه های تیز پس از تمپر باعث شکستگی شیشه می شود.
الگوی کرنش ناشی از تلطیف را می توان با مشاهده از طریق یک پلاریزه کننده نوری، مانند یک جفت عینک آفتابی پلاریزه، مشاهده کرد.
ویژگی های شیشه سکوریت
استحکام: فرآیند سخت شدن شیشه سکوریت شده را چهار تا پنج برابر قوی تر از شیشه آنیل شده استاندارد در برابر ضربه می کند.
استقامت حرارتی: شیشه سکوریت شده می تواند تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد تغییر دمای بالا را تحمل کند.
ساخت: هر گونه برش، پیرایش یا سنگ زنی باید قبل از تمپر کردن ورق شیشه انجام شود زیرا اگر پس از temperature شدن شیشه انجام شود، شکستگی هایی در سطح آن ایجاد می شود.
مقاومت در برابر ضربه: به دلیل وجود تنش های فشاری بالا، شیشه سکوریت در برابر شکستگی های ناشی از ضربه آسیب ناپذیر است.
اعوجاج نوری: هنگامی که سطح شیشه تحت یک فرآیند تلطیف قرار می گیرد، الگوهای کرنش روی سطح شیشه ایجاد می شود. به همین دلیل است که شیشه سکوریت از نظر نوری اعوجاج دارد.
کاربرد شیشه سکوریت
شیشه سکوریت زمانی استفاده می شود که استحکام، مقاومت حرارتی و ایمنی ملاحظات مهمی باشد. برای مثال وسایل نقلیه سواری هر سه الزام را دارند. از آنجایی که آنها در خارج از منزل نگهداری می شوند، در معرض گرمایش و سرمایش مداوم و همچنین تغییرات چشمگیر دما در طول سال هستند.
علاوه بر این، آنها باید در برابر ضربه های کوچک ناشی از زباله های جاده مانند سنگ و همچنین تصادفات جاده ای مقاومت کنند. از آنجایی که خردههای شیشهای بزرگ و تیز خطر اضافی و غیرقابل قبولی را برای مسافران ایجاد میکنند، از شیشههای سکوریت شده استفاده میشود تا در صورت شکستن، قطعات کند و عمدتاً بیضرر باشند. شیشه جلو یا جلوپنجره در عوض از شیشه لمینت ساخته شده است که در صورت شکستن تکه تکه نمی شود، در حالی که شیشه های جانبی و شیشه جلوی عقب از لحاظ تاریخی از شیشه سکوریت ساخته شده اند.
برخی از وسایل نقلیه لوکس جدیدتر دارای شیشه های جانبی چند لایه برای رعایت مقررات حفظ اشغال، اهداف ضد سرقت، یا اهداف کاهش صدا هستند.
سایر کاربردهای معمول شیشه سکوریت عبارتند از:
درب بالکن
امکانات ورزشی
استخرهای شنا
نماها
درهای دوش و قسمت های حمام
مناطق و نمایشگاه های نمایشگاه
دکل ها یا کیس های کامپیوتر
محافظ صفحه گوشی موبایل
ساختمان ها و سازه ها
شیشه سکوریت همچنین در ساختمانها برای مجموعههای بدون قاب (مانند دربهای شیشهای بدون قاب)، کاربردهای ساختاری و هر کاربرد دیگری که در صورت برخورد انسان خطرناک میشود، استفاده میشود. قوانین ساختمانی در ایالات متحده به شیشه های سکوریت شده یا چند لایه در موقعیت های مختلف از جمله برخی از نورگیرها، شیشه های نصب شده در نزدیکی درها و راه پله ها، پنجره های بزرگ، پنجره هایی که نزدیک به سطح کف هستند، درهای کشویی، آسانسورها، پانل های دسترسی آتش نشانی و شیشه های نصب شده در نزدیکی نیاز دارند. استخرهای شنا.
مصارف خانگی شیشه سکوریت
شیشه سکوریت شده نیز در خانه استفاده می شود. برخی از مبلمان و لوازم خانگی متداول که از شیشه سکوریت استفاده میکنند عبارتند از: درهای دوش بدون قاب، میزهای شیشهای، قفسههای شیشهای، شیشه کابینت و شیشه شومینه.
در لوازم خانگی با استفاده از ماشین آلاتی همچون سی ان سیها و برشهای تمام اتومات – دستگاهای واترجت – دستگاهای تراش با قابلیت تنظیم هر نوع برداشت – دستگاهای چاپ تمام اتوماتیک – کورههایی از نوع کانوکشن – و غیره میتواند انواع شیشههای هودطرح دار با هر نوع برش اعم از پنل و بدنه– سینکهای شیشهای با طرحهای کار شده بر روی شیشه – اجاق گاز رومیزی و فر توکار و یخچال – شیشههای تزیینی را تولید نمود.
سرویس غذا
(حاشیه دار ) نشان می دهد که یک منطقه محدود مانند لبه لیوان یا بشقاب، دمیده شده و در سرویس غذا محبوبیت دارد. با این حال، تولیدکنندگان متخصصی نیز وجود دارند که محلول ظروف نوشیدنی کاملاً نرم/سخت شده را ارائه میدهند که میتواند مزایای بیشتری را در قالب استحکام و مقاومت در برابر شوک حرارتی به همراه داشته باشد. در برخی از کشورها، این محصولات در مکانهایی مشخص میشوند که به سطوح عملکردی بالاتری نیاز دارند یا به دلیل استفاده شدید، نیاز به شیشه ایمنتری دارند.
شیشه سکوریت شده همچنین در کافه ها و میخانه ها، به ویژه در بریتانیا و استرالیا، برای جلوگیری از استفاده از شیشه شکسته به عنوان سلاح استفاده شده است. محصولات شیشه سکوریت را می توان در هتل ها، بارها و رستوران ها برای کاهش شکستگی و افزایش استانداردهای ایمنی یافت.
پخت و پز
برخی از اشکال شیشه سکوریت برای پخت و پز و پخت استفاده می شود. تولیدکنندگان و برندها عبارتند از: گلاسلاک، پیرکس، کورل و آرک اینترنشنال. از این نوع شیشه ها برای درب فر استفاده می شود.
دستگاه های صفحه لمسی
اکثر دستگاههای تلفن همراه صفحه لمسی از نوعی شیشه مقاوم (مانند شیشه گوریلا گلس Corning) استفاده میکنند، اما محافظهای جداگانهای نیز برای دستگاههای صفحه لمسی که به عنوان لوازم جانبی فروخته میشوند وجود دارد.
ساخت
شیشه های سکوریت شده را می توان از شیشه های آنیل شده از طریق یک فرآیند تمپر حرارتی تهیه کرد. شیشه روی یک میز غلتکی قرار میگیرد و آن را از طریق کورهای عبور میدهد که آن را به خوبی بالاتر از دمای انتقال آن ۵۶۴ درجه سانتیگراد (۱۰۴۷ درجه فارنهایت) تا حدود ۶۲۰ درجه سانتیگراد (۱۱۴۸ درجه فارنهایت) گرم میکند. سپس شیشه به سرعت با جریان هوای اجباری خنک می شود در حالی که قسمت داخلی برای مدت کوتاهی آزاد می ماند.
یک فرآیند سختکننده شیمیایی جایگزین شامل فشار دادن یک لایه سطحی شیشه با حداقل ۰.۱ میلیمتر ضخامت به وسیله تبادل یونی یونهای سدیم در سطح شیشه با یونهای پتاسیم (که ۳۰ درصد بزرگتر هستند)، با غوطهور کردن شیشه در یک حمام است.
نیترات پتاسیم مذاب سخت شدن شیمیایی منجر به افزایش چقرمگی در مقایسه با تمپر حرارتی می شود و می توان آن را برای اجسام شیشه ای با اشکال پیچیده اعمال کرد.
معایب
شیشه سکوریت شده باید قبل از تمپر کردن به اندازه بریده شود یا فشار داده شود تا به شکلی درآید و پس از گرم شدن مجدد نمی توان آن را کار کرد. صیقل دادن لبه ها یا سوراخ کردن شیشه قبل از شروع فرآیند تمپر انجام می شود. به دلیل تنش های متعادل در شیشه، آسیب به هر قسمت در نهایت منجر به شکستن شیشه به قطعاتی کوچک می شود.
شیشه به دلیل آسیب در لبه آن، جایی که تنش کششی بیشترین میزان را دارد، در معرض شکستگی است، اما همچنین در صورت برخورد شدید در وسط شیشه یا اگر ضربه متمرکز باشد، می تواند شکسته شود (به عنوان مثال، شیشه با یک نقطه سفت زده شده است.
استفاده از شیشه سکوریت میتواند در برخی موقعیتها خطر امنیتی ایجاد کند، زیرا شیشه در اثر ضربه سخت بهجای باقی ماندن خردههایی در قاب پنجره تمایل دارد کاملاً بشکند.
سطح شیشه سکوریت شده امواج سطحی ناشی از تماس با غلتک های مسطح را نشان می دهد، در صورتی که با استفاده از این فرآیند تشکیل شده باشد. این موجی بودن یک مشکل مهم در ساخت سلول های خورشیدی لایه نازک است. فرآیند شیشه فلوت می تواند برای تهیه ورق های کم اعوجاج با سطوح بسیار مسطح و موازی به عنوان جایگزینی برای کاربردهای مختلف لعاب استفاده شود.
نقص سولفید نیکل می تواند باعث شکستن خود به خود شیشه سکوریت سال ها پس از ساخت شود.
در ساختمان سازی شیشه سکوریت برای سازههای بدون قاب مانند در ورودی و یا هر مکانی که احتمال صدمه زدن به انسان را داشته باشد قابل استفاده است.
شیشه سکوریت قابلیت برش و یا فرم دهی را ندارد. تمامی فرایندها مانند برش، سوراخ کردن و… باید قبل از سکوریت کردن شیشه انجام گیرد.
تاریخچه ایجاد شیشه سکوریت
نوشته جنیفر یانگ
در سال ۱۹۰۳، شیمیدان فرانسوی، ادوارد بِنِدیکتوس، به طور تصادفی با ایجاد شیشه نشکن، هنگامی که به طور تصادفی نیترات سلولز پلاستیکی را در یک لیوان شیشه ای ریخت. او متوجه شد که وقتی شیشه با این فیلم پوشانده شود، می شکند، اما نمی شکند. Bénédictus این شیشه را در سال ۱۹۰۹ ثبت کرد، اما خودروسازان هیچ علاقه ای به مواد گران قیمت و کار فشرده نداشتند. اکثر این اولین شیشه های چند لایه، به نام Triplex، در چشمی شیشه ای ماسک های گاز جنگ جهانی اول یافت می شود.
فرانسوا بارتلمی آلفرد رویر د لا باستی (۱۸۳۰-۱۹۰۱) از پاریس، فرانسه برای اولین بار روشی را برای گرم کردن شیشه با خاموش کردن شیشه تقریبا مذاب در حمام گرم شده از روغن یا گریس در سال ۱۸۷۴ توسعه داد، روشی که در انگلستان ثبت شده است. در ۱۲ آگوست ۱۸۷۴، ثبت اختراع شماره ۲۷۸۳. شیشه سکوریت شده گاهی اوقات به نام شیشه باستی پس از de la Bastie شناخته می شود.
در سال ۱۸۷۷، فریدریش زیمنس آلمانی فرآیند متفاوتی را توسعه داد که گاهی به آن شیشه فشرده یا شیشه زیمنس میگویند، و با فشار دادن شیشه در قالبهای سرد، شیشهای قویتر از فرآیند باستی تولید کرد. اولین حق ثبت اختراع در یک فرآیند کامل برای ساخت شیشه سکوریت توسط شیمیدان رودلف A. Seiden بود که در سال ۱۹۰۰ در اتریش متولد شد و در سال ۱۹۳۵ به ایالات متحده مهاجرت کرد.
در آن زمان کالسکه ها در بحبوحه بحران شیشه بودند. برخی از تولیدکنندگان برای محافظت از رانندگان و مسافران در برابر بادهای شدید شروع به نصب کالسکه هایی با شیشه های شیشه ای صفحه ای کردند. با این حال، هنگامی که زباله های جاده به سمت بالا رفتند تا به شیشه برخورد کنند، به ناچار شکسته شد و آسیب بیشتری به سرنشینان کالسکه وارد کرد که بدون آن تجربه می کردند.
در ایالات متحده، صنعت خودرو دقیقاً همان چیزی را تجربه می کند، اما در مقیاس برجسته تر. اگرچه شیشه های ایمنی لمینت ده ها سال قبل اختراع شده بود، صنعت خودرو تا دهه ۱۹۲۰ شروع به ارائه آن نکرد. در واقع، مدل T اولیه فورد در واقع به هیچ وجه استاندارد با شیشه جلو نداشت. مشتریان باید آن را به عنوان یک گزینه خاص با قیمت ۱۰۰ دلار سفارش می دادند. اکثر وسایل نقلیه اولیه به سادگی با همان شیشه صفحه شکننده مورد استفاده در ساخت و ساز خانه مجهز می شوند. با این حال، با افزایش سرعت و افزایش تصادفات، مشخص شد که خودروسازانی مانند فورد به گزینه ایمن تر نیاز دارند.
اگرچه مکانیسم زیربنایی آن در آن زمان شناخته شده نبود، اما اثرات شیشه “تمرینگ” برای قرن ها شناخته شده است. در حدود سال ۱۶۶۰، شاهزاده روپرت از راین کشف آنچه را که امروزه به عنوان “قطره های شاهزاده روپرت” شناخته می شود، مورد توجه پادشاه چارلز دوم قرار داد.
استفاده از شیشه ایمنی خودکار (شیشه چند لایه) برای شیشه جلو و شیشه سرنشینان نه تنها صدمات ناشی از شکسته شدن شیشه را کاهش داد، بلکه به کاهش خطر پرتاب سرنشینان در هنگام برخورد کمک کرد. شیشه ایمنی سد بسیار قوی تری نسبت به شیشه معمولی ایجاد می کرد. مطالعات نشان داده است که اگر فردی از وسیله نقلیه به بیرون پرتاب شود، ده برابر بیشتر احتمال دارد در تصادف رانندگی جان خود را از دست بدهد تا زمانی که در داخل خودرو بماند.
در یک دنیای عالی، خودروسازان به نصب شیشههای خودرو با شیشه ایمنی خودکار ادامه میدادند، اما تولیدکنندگان برای کاهش هزینهها شروع به آزمایش شیشههای سکوریت کردند. متأسفانه، شیشه های سکوریت زمانی که شکسته می شوند، می شکنند. در حالی که خطرات مشابه شیشه معمولی را به همراه ندارد، همچنین مانعی برای سرنشینان خودرو در هنگام برخورد مانند شیشه های چند لایه ایجاد نمی کند. در شرایطی که سقف خودرو در معرض خطر قرار می گیرد زیرا در شرایط واژگونی تمایل دارد، خطر پرتاب افزایش می یابد زیرا شیشه سکوریت به عنوان هیچ نوع مانعی عمل نمی کند.
این قطعات شیشه ای به شکل قطره هستند که با اجازه دادن به قطره مذاب شیشه در سطل آب ریخته می شوند و در نتیجه به سرعت آن را خنک می کنند. آنها می توانند در برابر ضربه چکش به انتهای پیازی بدون شکستن مقاومت کنند، اما اگر انتهای دم حتی اندکی آسیب ببیند، قطرات به صورت انفجاری به پودر تبدیل می شوند.
هر ساله تقریبا ۴۰۰۰۰ کارگر خودرو از وسایل نقلیه خود بیرون رانده میشوند. اختلالات جزئی نیز رخ میدهند که خطر آسیب مهلک را افزایش میدهند. همانطور که ممکن است تصور کنید، “شهر دادخواستی” برای تعدادی از خودروسازان مطرح شدهاست، از جمله فورد، که ترجیح داد از شیشه ملایم استفاده کند به جای شیشه محافظ خودرو برای برخی از پنجرهها (به عنوان مثال، اکسپلورر)، گرچه آزمایش نشان داد که شیشه ملایم، مانند شیشه محافظ خودرو عمل نمیکند
امروزه، سازندگان خودرو ملزم هستند از شیشههای اتومبیل برای وسایل نقلیه “ماشینها” استفاده کنند، اما نه برای پنجرههای اتوبوس و یا عقب. این شیشه باید استانداردهای ایمنی مشخصشده توسط اداره ایمنی بزرگراه ملی را برآورده کند. بسیاری از الزامات ایمنی دولت به دهه ۷۰ باز میگردد. به خاطر داشته باشید که کاملا مشخص است که شیشه ایمنی که برای همه پنجرهها بکار میرود، زندگیها را نجات میدهد. حدود ۱۰۰۰ نفر در اثر استفاده از یک شیشه ایمنی روکش دار از دست رفتند.
برخی از خودروسازان مانند BMW گامی پیشگیرانه برای ارائه اختیاری شیشه های چند لایه DuPont برای شیشه های جلو و عقب برداشته اند. با این حال، بسیاری از تولیدکنندگان خودرو همچنان ترجیح می دهند در هزینه ۲.۵۰ دلاری اضافی برای هر پنجره که باید برای نصب شیشه ایمنی خودرو صرف کنند، صرفه جویی کنند.
این امکان برای سازندگان خودرو وجود دارد که شیشههای لمینت ایمنی خودکار را به یک ویژگی استاندارد برای همه پنجرهها تبدیل کنند، اما ممکن است برای رسیدن به این هدف شکایتهای بیشتری لازم باشد. با پیشرفتهای جدید در شیشههای بازیافتی و شیشههای هوشمند، هزینه ۲.۵۰ دلاری هر پنجره شیشهای چند لایه نیز ممکن است به قیمتی که خودروسازان مایل به خرج کردن هستند کاهش یابد.
شیشه سکوریت یک شیشه نشکن
شیشه سکوریت به عنوان شیشه نشکن نیز شناخته می گردد. اولین شیشه سکوریت تولید شده به ۱۲۰سال پیش بازگشته و از آن زمان تاکنون پیشرفت قابل ملاحظه ای در زمینه شیشه سکوریت یا شیشه نشکن صورت گرفته است. شیشه سکوریت با توجه به مقاومت بالا و ایمنی آن و این که کم ترین خطر را در صورت شکستن دارد و همچنین از مقاومت حرارتی نسبتاً بالایی برخوردار بود، توانست در بازار بسیار موفق عمل کند. شیشه سکوریت و طراحی سند بلاست جامینه با بیش از ۱۵ سال سابقه در این عرصه در خدمت شماست .