عملية تقسية الزجاج هي طريقة تستخدم لتقوية الزجاج، مما يجعله أكثر مقاومة للصدمات والإجهاد الحراري والكسر. تتضمن العملية تسخين الزجاج إلى درجة حرارة عالية ثم تبريده بسرعة لخلق إجهاد داخلي، مما يزيد من قوة الزجاج.
القطع والتشكيل
يتم أولاً قطع الزجاج وتشكيله وفقًا للأبعاد المطلوبة. من المهم أن تكون جميع الحواف ناعمة لأن الحواف الحادة يمكن أن تؤدي إلى نقاط ضعف أثناء عملية التقسية.
التسخين
يتم تسخين الزجاج إلى درجة حرارة تتراوح بين 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) و650 درجة مئوية (1202 درجة فهرنهايت). في هذه المرحلة، يصبح الزجاج طريًا وقابلًا للطرق، لكنه لا يذوب.
التبريد السريع
بعد أن يصل الزجاج إلى درجة الحرارة المطلوبة، يتم تبريده بسرعة باستخدام نفاثات الهواء عالية الضغط. يحدث التبريد بسرعة كبيرة، عادةً في غضون دقيقة إلى دقيقتين.
تبريد السطح الخارجي: تبرد الأسطح الخارجية للزجاج بسرعة، وتتصلب بسرعة.
اللب الداخلي: يبرد الجزء الداخلي من الزجاج ببطء أكبر، مما يخلق طبقة ضغط على السطح الخارجي وتوترًا داخل الزجاج.
التقوية
يمنح هذا المزيج من الطبقات الخارجية المضغوطة والتوتر الداخلي الزجاج المقسّى قوته المميزة. إن الضغط الناتج عن الضغط يجعل الزجاج أكثر مقاومة للتشققات والكسر.
فحص الحواف ومراقبة الجودة
بعد المعالجة الحرارية، يتم فحص الزجاج للتأكد من جودته. إذا كان الزجاج به أي عيوب، فقد يحتاج إلى التخلص منه أو إعادة معالجته. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن قطع الزجاج المقوى أو تعديله بعد المعالجة الحرارية دون المساس بقوته، لذا فإن خطوة الفحص هذه مهمة قبل التركيب النهائي.
القوة: الزجاج المقسّى أقوى بحوالي 4 إلى 5 مرات من الزجاج العادي المسخن بنفس السُمك.
السلامة: عندما ينكسر الزجاج المقسّى، فإنه يتكسر إلى قطع صغيرة غير حادة بدلاً من الشظايا الحادة، مما يقلل من خطر الإصابة.
المقاومة الحرارية: الزجاج المقسّى أكثر مقاومة للإجهاد الحراري ويمكنه تحمل فروق درجات الحرارة حتى حوالي 200 درجة فهرنهايت (93 درجة مئوية) دون أن ينكسر.
التطبيقات: يستخدم بشكل شائع في تطبيقات مثل نوافذ السيارات وأبواب الدش والطاولات الزجاجية وشاشات الهواتف والزجاج المعماري في المباني.
الزجاج العائم: النوع الأكثر شيوعًا من الزجاج الذي يمكن معالجته.
الزجاج الرقائقي: لا يتم معالجته عادةً، على الرغم من أنه يمكن استخدامه في بعض التطبيقات.
زجاج البورسليكات والزجاج المتخصص الآخر: يستخدم غالبًا في معدات المختبرات، على الرغم من أنه قد يتطلب تقنيات معالجة مختلفة.
متانة محسنة: يمكنه تحمل قوة أو ضغط أكبر.
السلامة: عندما ينكسر الزجاج المقسّى، فإنه لا يكوّن شظايا حادة، مما يقلل من خطر الإصابة.
مقاومة الظروف البيئية: أكثر مقاومة للصدمات الحرارية (اختلافات درجات الحرارة)، مما يجعله مناسبًا للبيئات الساخنة أو الباردة.
الجماليات والأداء: يوفر مظهرًا عصريًا أنيقًا مع الحفاظ على معايير السلامة العالية.
باختصار، يزيد الزجاج المقسّى من قوته وسلامته من خلال خلق ضغوط داخلية من خلال عملية التسخين والتبريد السريع. يُستخدم عادةً في البيئات التي يتعرض فيها الزجاج لتأثيرات عالية أو تغيرات في درجات الحرارة.
