물리적 템퍼링의 원리와 장점 및 단점

물리적 템퍼링은 유리의 강도와 열 안정성을 높이는 데 사용되는 공정입니다. 연화 온도 근처까지 유리를 가열한 다음 가스 또는 액체 매질을 사용하여 급속 냉각합니다. 화학적 템퍼링에는 가스 매체 템퍼링과 액체 매체 템퍼링의 두 가지 일반적인 방법이 있습니다.

 

1. 가스 매체 템퍼링:

공기 냉각 템퍼링으로도 알려진 가스 매체 템퍼링에는 수평 에어 쿠션 템퍼링, 수평 롤러 템퍼링 및 수직 템퍼링과 같은 방법이 포함됩니다. 이 과정에서 유리는 연화점에 가까운 온도(약 650-700도)로 가열된 다음 양쪽에서 빠른 공기 흐름을 받아 빠르게 냉각됩니다. 이 방법은 유리의 기계적 강도와 열 안정성을 증가시킵니다. 냉각 공정의 필수 요구 사항은 빠르고 균일한 냉각으로 유리 내에서 균일하게 분포된 응력을 얻는 것입니다. 균일한 냉각을 달성하기 위해 냉각 장치는 열을 효과적으로 분산시키고 간헐적인 유리 파편 제거를 용이하게 하며 소음을 최소화해야 합니다.

 

장점과 단점:

가스 매체 템퍼링에는 몇 가지 장점이 있습니다. 비용 효율적이며 대량 생산이 가능합니다. 이 방법을 통해 생산된 강화유리는 높은 기계적 강도, 열충격에 대한 저항성(최대 안전 작동 온도는 287.78도에 도달할 수 있음) 및 열 구배에 대한 높은 저항성(204.44도까지 견딜 수 있음)을 나타냅니다. 또한 가스 매체 강화 유리는 부서지면 작은 조각으로 부서져 부상 위험을 줄입니다. 그러나 이 방법은 유리의 두께와 모양에 대한 일정한 요구 사항이 있습니다(일반적으로 국산 장비의 경우 최소 두께가 3mm 내외). 또한 냉각 속도가 느리고 에너지 소비가 높으며 특히 얇은 유리와 같이 고정밀 광학 품질이 필요한 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

 

신청:

공기 냉각 템퍼링은 자동차, 해양 및 건설 산업에서 널리 사용됩니다.

 

2. 액체 매체 템퍼링:

액체 냉각이라고도 하는 액체 매체 템퍼링은 유리를 연화점까지 가열한 다음 냉각 매체에 빠르게 담그는 것입니다. 냉각 매체는 질산칼륨, 질산나트륨 또는 이들의 조합과 같은 염수의 혼합물일 수 있습니다. 미네랄 오일도 냉각 매체로 사용할 수 있으며 톨루엔 또는 사염화탄소와 같은 첨가제를 미네랄 오일에 첨가할 수 있습니다. 특수 담금질 오일 또는 실리콘 오일도 사용할 수 있습니다. 액체 매체 템퍼링에서는 유리 가장자리가 먼저 냉각 탱크에 들어가기 때문에 응력 불균일 및 그에 따른 균열이 발생할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 유리를 액체 매질에 담그기 전에 공기 냉각 또는 액체 분무를 사용하는 사전 냉각 프로세스를 사용할 수 있습니다. 또 다른 방법은 물과 유기 용액이 들어 있는 탱크에 유리를 놓고 유기 용액이 물 위에 떠 있는 것입니다. 가열된 유리를 탱크에 넣으면 유기 용액이 유리가 물 속에서 급속히 냉각되기 전에 일부 열을 흡수하여 유리를 미리 냉각시킵니다.

 

장점과 단점:

액체 매체 템퍼링은 몇 가지 이점을 제공합니다. 물의 높은 비열과 높은 기화열로 인해 냉각에 필요한 양이 크게 줄어들어 에너지 소비와 비용이 절감됩니다. 이 방법은 빠른 냉각, 높은 안전 성능 및 최소 변형을 제공합니다. 그러나 유리는 가열된 후 액상 매질에 삽입되기 때문에 대형 유리판의 경우 고르지 못한 가열이 발생하여 품질과 수율에 영향을 줄 수 있습니다.

 

신청:

액체 매체 템퍼링은 주로 안경, LCD 화면용 유리, 광학 기기 및 장치에 사용되는 유리와 같이 표면적이 작은 얇은 유리를 템퍼링하는 데 적합합니다.

 

결론적으로 물리적 템퍼링 방법은 가스 또는 액체 매질을 사용하든 유리의 강도와 열 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 각 방법에는 장점과 한계가 있으므로 특정 응용 프로그램에 적합합니다. 공기 냉각 템퍼링이라고도 하는 가스 매체 템퍼링은 비용 효율적이며 자동차, 해양 및 건설과 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 그것은 높은 기계적 강도와 열 충격에 대한 저항성을 제공하는 동시에 파손 시 작고 안전한 유리 조각을 생성합니다. 그러나 유리 두께와 모양, 느린 냉각 속도, 높은 에너지 소비 측면에서 제한이 있으며 높은 광학 품질이 필요한 용도에는 적합하지 않습니다.

 

반면 액체 매체 템퍼링 또는 액체 냉각은 에너지 소비 감소, 빠른 냉각, 높은 안전 성능 및 최소 변형과 같은 이점을 제공합니다. 안경, LCD 화면 유리, 광학 기기에 사용되는 유리와 같이 표면적이 작은 얇은 유리를 템퍼링하는 데 특히 적합합니다. 냉각 매체를 신중하게 선택하고 사전 냉각 기술을 사용하면 불균일한 가열과 잠재적인 균열을 최소화할 수 있습니다. 그러나 프로세스는 효과적인 템퍼링 시스템을 구축하기 위해 특정 전문 지식과 프로세스 제어가 필요할 수 있습니다.

 

전반적으로 물리적 템퍼링 방법은 유리에 향상된 강도와 열 안정성을 제공하여 다양한 산업 응용 분야에 적합합니다. 기체 매체 템퍼링과 액체 매체 템퍼링 사이의 선택은 강화 유리의 원하는 특성, 유리의 크기 및 모양, 적용 분야의 특정 요구 사항과 같은 요인에 따라 달라집니다. 이러한 방법은 계속해서 진화하고 개선되어 다양한 분야에서 더 강하고 안전한 유리 제품 개발에 기여하고 있습니다.

 

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