ما هي عملية المعالجة الحرارية المحددة المستخدمة لإنتاج الزجاج المقوى بالحرارة؟

يتم إنتاج الزجاج المقوى بالحرارة من خلال عملية معالجة حرارية محددة تعزز قوته ومتانته. فيما يلي نظرة تفصيلية على العملية:

1. التدفئة
تبدأ العملية بتسخين الزجاج إلى درجة حرارة عالية في بيئة خاضعة للرقابة، عادة في فرن تقسية. يتم تسخين الزجاج إلى درجات حرارة تتراوح بين 600 درجة مئوية و700 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت إلى 1292 درجة فهرنهايت)، وهي أقل من نقطة تليينه ولكنها عالية بما يكفي لإحداث التغييرات المطلوبة في هيكله.

2. التلدين
بعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يخضع الزجاج لعملية تبريد خاضعة للرقابة تعرف باسم التلدين. يتم تبريد الزجاج تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة بطريقة خاضعة للرقابة، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام عملية تسمى "التبريد". خلال هذه المرحلة، تتم إدارة معدل التبريد بعناية للتأكد من أن الزجاج يبرد بشكل موحد ولا يسبب ضغوطًا حرارية.

3. التبريد
يتم تبريد الزجاج بسرعة في عملية تعرف باسم "التبريد" أو "تبريد الهواء". يؤدي هذا التبريد السريع إلى تقلص الطبقات الخارجية للزجاج بسرعة أكبر من الطبقات الداخلية. ونتيجة لذلك، يتم إدخال ضغوط الضغط على سطح الزجاج بينما يتم الحفاظ على ضغوط الشد في القلب. هذا الاختلاف في توزيع الضغط يعزز القوة الإجمالية للزجاج.

4. التفتيش والاختبار
بمجرد اكتمال عملية التبريد، زجاج مقوى بالحرارة يخضع لفحص واختبار صارم للتأكد من أنه يفي بمعايير الجودة. قد يشمل ذلك التحقق من عيوب السطح وقياس السُمك واختبار قوته وخصائصه الحرارية.

الخصائص الرئيسية للزجاج المقوى بالحرارة
زيادة القوة: تزيد عملية المعالجة الحرارية من مقاومة الزجاج للضغط الحراري والتأثير مقارنة بالزجاج القياسي.
مقاومة الإجهاد الحراري: يمكن للزجاج المقوى بالحرارة أن يتحمل التغيرات العالية في درجات الحرارة والتدرجات الحرارية دون أن ينكسر.
الضغط السطحي: تُحدث هذه العملية ضغوطًا ضاغطة على سطح الزجاج، مما يعزز قدرته على مقاومة الكسر تحت الضغط.
الاختلافات من الزجاج المقسى
القوة: الزجاج المقوى بالحرارة أقوى من الزجاج العادي ولكنه ليس بنفس قوة الزجاج المقسى. يخضع الزجاج المقسى لعملية حرارية مماثلة ولكن بدرجة حرارة أعلى وبعملية تبريد أكثر سرعة، مما يجعله أكثر متانة ومقاومة للكسر.
مقاومة الصدمات الحرارية: يتمتع الزجاج المقسى بمقاومة أفضل للصدمات الحرارية مقارنة بالزجاج المقوى بالحرارة بسبب درجات حرارة المعالجة الحرارية المرتفعة.

باستخدام عملية المعالجة الحرارية هذه، يحقق الزجاج المقوى بالحرارة قوة ومتانة محسنة، مما يجعله مناسبًا لمختلف التطبيقات في البناء والتصميم المعماري حيث يتطلب الأداء المعزز.