امروزه شیشه های سکوریت به طور وسیعی در صنعت ساختمان شامل نما، پنجره و دکوراسیون داخلی، در صنعت لوازم خانگی شامل انواع اجاق گاز، فر و مبلمان، همچنین صنایع خودروسازی شامل شیشه های جانبی و عقب خودرو به کار گرفته می شوند.
ضرورت و خواص شیشه سکوریت (Tempered glass)
با توجه به رفتار ترد شیشه خام (آنیل) و عدم تحمل کافی بارهای ناشی از ضربه و خمش از یک سو، و حالت شکست به صورت قطعات بزرگ با لبه های تیز و برنده از سوی دیگر، امکان استفاده از شیشه آنیل در بسیاری از مصارف غیر ممکن و یا با خطرات بزرگی مواجه خواهد بود. با فرآیند سکوریت کردن شیشه حالت شکست آن از قطعات بزرگ و خطرناک به قطعات بسیار کوچک تغییر یافته با برندگی ضعیف، بعلاوه در تحمل بارهای ناشی از ضربه و خمش، افزایش مقاومت قابل توجهی حاصل می گردد. به طور کل مزایای شیشه سکوریت را می‌توان به شرح ذیل خلاصه نمود.
- ایمنی بیشتر به علت تغییر حالت شکست
- افزایش تحمل بارهای خمشی تا 5 برابر
- افزایش تحمل ضربه
- افزایش قابل توجه مقاومت در برابر شوک حرارتی تا 200 درجه سانتیگراد
- حفظ مناسب تحمل بار با گذشت زمان و شرایط محیطی با پیشگیری از خستگی خود ایستا (Static fatigue of glass)
- عملکرد مناسب در دمای پایین تر از 250 درجه سانتیگراد
در مقابل مزایای فوق الذکر بایستی مشکلاتی مانند امکان بروز موج روی سطح شیشه و کاهش خواص اپتیکی آن را در نظر داشت. در ایمن شیشه سپهر تخصص و تجربه بالای پرسنل باعث شده است که این موارد در سطح استانداردهای بین المللی و در بسیاری از موارد محصولاتی با سطحی بالاتر از مقادیر قابل پذیرش این استانداردها تولید گردند. مشکل دیگر شیشه های سکوریت شده عدم امکان سوراخکاری یا برشکاری پس از سکوریت شدن شیشه می باشد. در این خصوص بررسی جامع نیازها و طراحی و مهندسی دقیق ضرورت می یابد.
ظرفیت تولید شیشه سکوریت ایمن شیشه سپهر
در ایمن شیشه سپهر به لحاظ ابعادی امکان سکوریت کردن شیشه های تخت بسیار بزرگ تا ابعاد 6×3 متر وجود دارد و به لحاظ ضخامت از 3.2 تا 19 میلیمتر امکان پذیر می‌باشد. سکوریت کردن شیشه‌ها در طیف وسیعی از رنگ‌ها و همچنین شیشه‌های دارای پوشش‌های کم گسیل (Low-E) به واسطه ماشین‌آلات پیشرفته، و تجربه و تخصص پرسنل مجرب فراهم شده است.
در خصوص شیشه‌های خم سکوریت، شیشه‌هایی با ارتفاع 3 متر و طول کمان 2.5 متر قابل تولید می‌باشند. که در مصارف ساختمانی ابعادی قابل توجه می‌باشد.
فرآیند سکوریت کردن شیشه
شیشه با توجه به ترد بودن، همانند هر ماده ترد دیگر، در تحمل بارهای کششی بسیار ضعیف می باشد. بین تنش های فشاری و کششی مجاز شیشه اختلاف قابل ملاحظه ای مشاهده می شود. تنش فشاری مجاز شیشه بیش از MPa 800 و تنش کششی مجاز آن بین MPa 20-70 (بسته به پارامترهای مختلف) گزارش می گردد. افزایش استحکام شیشه سکوریت شده ناشی از ایجاد یک لایه با پیش تنش های فشاری در سطح می باشد که ضخامت این لایه به اندازه 20 در صد ضخامت شیشه سکوریت شده می باشد و نقش بسزایی در افزایش تحمل بارهای خمشی شیشه ایفا می نماید. در مقابل در 60 درصد باقی مانده ضخامت در مرکز شیشه تنش های کششی ایجاد می گردد.
جهت سکوریت کردن شیشه بسته به پارامترهای مختلف ابتدا آن را تا دمای 600 الی650 درجه سانتیگراد در داخل کوره گرم می نمایند. که در این شرایط دمای تمامی نقاط شیشه چه در سطح و چه در مرکز به بالاتر از دمای گذار Tg (Glass Transition Temperature) می رسد.
در این شرایط هیچ گونه تنشی در سطح و مرکز شیشه وجود ندارد. سپس شیشه در شرایط خنک کاری سریع (Quench) توسط وزش هوای شدید قرار می گیرد و سطح شیشه دچار کاهش دما تا پایین تر از Tg می گردد، در حالی که مرکز شیشه هنوز در دمایی بالاتر از Tg قرار دارد.
سطح شیشه با سرد شدن از نرمی خارج شده و صلب می گردد درحالی که مرکز شیشه همچنان در دمای بالاتر قرار دارد. با گذر زمان مرکز شیشه نیز دمای خود را از دست داده و به پایینتر از Tg می رسد. با کاهش دما، این ناحیه بایستی دستخوش انقباض و کاهش طول گردد ولی لایه صلب سطحی اجازه این امر را نخواهد داد و عمل و عکس العمل بین این نواحی باعث ایجاد تنش های کششی در مرکز و تنش های فشاری در سطح می گردد.
مقادیر تنش های فشاری سطحی ایجاد شده بسته به دمای اولیه شیشه قبل از خنک کاری، ضخامت شیشه و نرخ خنک کاری سریع عموما در رنج MPa 90-150 می باشد.
استانداردهای شیشه های سکوریت
استانداردهای معتبر در خصوص شیشه های سکوریت در آمریکا ASTM 1048 و در اروپا EN-12150 می باشند. در این استانداردها در خصوص رواداری های ابعادی، مقادیر مجاز تاب و موج، همچنین مقادیر تنش های مجاز و بسیاری از پارامترهای فنی دیگر با جزییات ارائه شده است، که تمامی محصولات تولیدی شیشه سکوریت در کارخانه ایمن شیشه سپهر مطابق با این استانداردها می باشند.
