Hvilke specifikke materialer eller kemiske sammensætninger bruges i anti-deformationsglas for at forbedre dets modstand mod termisk og mekanisk stress?

Basisglaskomposition

Basisglaskompositionen er kritisk for at bestemme de termiske og mekaniske egenskaber ved Anti-deformationsglas . Almindelige typer basisglas inkluderer:

A. Borosilikatglas

• Nøglekomponenter : Siliciumdioxid (sio₂), bortrioxid (b₂o₃).
• Egenskaber :
  • Lav koefficient for termisk ekspansion (CTE), hvilket gør den meget modstandsdygtig over for termisk chok.
  • Fremragende dimensionel stabilitet under temperaturændringer.
  • Almindeligvis brugt i laboratoriets glasvarer, køkkengrej og industrielle applikationer.
• Applikationer : Højtemperaturmiljøer som ovnvinduer, bilforlygter og rumfartskomponenter.

B. Aluminosilicatglas

• Nøglekomponenter : Siliciumdioxid (SiO₂), aluminiumoxid (Al₂o₃).
• Egenskaber :
  • Højere mekanisk styrke og ridsemodstand sammenlignet med standard sodavandsglas.
  • Forbedret termisk stabilitet på grund af inkorporering af aluminiumoxid.
  • Ofte kemisk styrket gennem ionudvekslingsprocesser.
• Applikationer : Smartphones (f.eks. Corning Gorilla Glass), arkitektonisk ruder og beskyttelsesskærme.

C. sodavand glas (modificeret)

• Nøglekomponenter : Siliciumdioxid (SiO₂), natriumoxid (Na₂o), calciumoxid (CAO).
• Ændringer :
  • Tilsætningsstoffer som magnesiumoxid (MGO) eller zinkoxid (ZnO) kan forbedre termisk og mekanisk ydeevne.
  • Tempering eller lamineringsprocesser forbedrer yderligere dens modstand mod deformation.
• Applikationer : Bilforståelser, vinduer og generel ruder.

Tilsætningsstoffer for at forbedre termisk stabilitet

Tilsætningsstoffer er indarbejdet i glasmatrixen for at reducere termisk ekspansion og forbedre modstand mod høje temperaturer:

A. Boroxid (B₂O₃)

• Rolle : Reducerer CTE ved at forstyrre silica -netværksstrukturen.
• Effekt : Forbedrer termisk stødmodstand, hvilket gør glasset ideelt til applikationer, der involverer hurtige temperaturændringer.

B. Aluminiumoxid (Al₂o₃)

• Rolle : Styrker glasnetværket og forbedrer mekanisk holdbarhed.
• Effekt : Øger modstanden mod ridning, bøjning og termisk stress.

C. magnesiumoxid (MGO) og zinkoxid (ZnO)

• Rolle : Virk som stabilisatorer for at forbedre termiske og mekaniske egenskaber.
• Effekt : Reducer brittenhed og forbedrer sejhed, især i aluminosilikatbriller.

D. Lithiumoxid (Li₂o)

• Rolle : Brugt i kemisk styrkede briller for at lette ionudveksling.
• Effekt : Forbedrer overfladekomprimering og mekanisk styrke.

Overfladebehandlinger og belægninger

Overfladebehandlinger og belægninger påføres for yderligere at forbedre glassets anti-deformationsegenskaber:

A. Kemisk styrkelse (ionudveksling)

• Behandle : Natriumioner (Na⁺) i glasoverfladen erstattes med større kaliumioner (K⁺) ved høje temperaturer.
• Effekt : Opretter et trykspændingslag på overfladen, hvilket forbedrer mekanisk styrke og modstand mod deformation markant.

B. Termisk temperering

• Behandle : Glasset opvarmes til en høj temperatur og afkøles derefter hurtigt.
• Effekt : Inducerer trykspændinger på overfladen og trækspændinger i kernen, forbedrer styrke og termisk stødmodstand.

C. Anti-reflekterende og lavemissivitetsbelægninger

• Materialer : Tynde lag metaloxider (f.eks. Tinoxid, titandioxid).
• Effekt : Reducer lysreflektion og emissivitet, forbedring af optisk klarhed og termisk isolering.

Sammensatte og laminerede strukturer

I nogle tilfælde kombineres anti-deformationsglas med andre materialer for at forbedre dets ydeevne:

A. Lamineret glas

• Struktur : To eller flere lag glas bundet med et mellemlag (f.eks. Polyvinyl butyral, PVB).
• Effekt : Forbedrer påvirkningsmodstanden og forhindrer knusning, hvilket gør det mere sikkert og mere holdbart.

B. Hybridmaterialer

• Struktur : Glas kombineret med polymerer eller metaller.
• Effekt : Giver yderligere fleksibilitet og styrke, nyttig i sammenfoldelige skærme eller fleksibel elektronik.

Avancerede fremstillingsteknikker

Avancerede teknikker bruges til at forfine de materielle egenskaber ved anti-deformationsglas:

A. Nanostrukturering

• Behandle : Inkorporerer nanopartikler i glasmatrixen.
• Effekt : Forbedrer mekanisk styrke, termisk stabilitet og optiske egenskaber.

B. kontrolleret afkøling

• Behandle : Langsom afkøling (annealing) for at lindre interne spændinger.
• Effekt : Reducerer risikoen for deformation eller revner under brug.

Eksempler på specialiserede anti-deformationsbriller

A. Pyrex (Borosilicate Glass)

• Sammensætning : ~ 80% sio₂, ~ 13% b₂o₃.
• Applikationer : Laboratorieudstyr, bakeware og industrielle komponenter.

B. Corning Gorilla Glass (Aluminosilicate Glass)

• Sammensætning : SiO₂, Al₂o₃, Na₂o, Mgo.
• Applikationer : Smartphone -skærme, tablets og andre elektroniske enheder.

C. Schott Robax (gennemsigtigt keramisk glas)

• Sammensætning : Kombination af glas og keramiske materialer.
• Applikationer : Træbrændende komfurer, pejse og høje temperatur-visningsvinduer.