물리적 강화의 메커니즘과 장단점 공개

화학적 템퍼링은 유리의 강도와 열 안정성을 높이는 데 사용되는 공정입니다. 이는 유리를 연화점 근처까지 가열한 다음 가스나 액체 매질을 사용하여 빠르게 냉각시키는 과정을 포함합니다. 화학적 템퍼링에는 두 가지 일반적인 방법이 있습니다: 가스 매체 템퍼링과 액체 매체 템퍼링.

가스 중간 템퍼링:

공랭식 템퍼링이라고도 알려진 가스 매체 템퍼링에는 수평 에어 쿠션 템퍼링, 수평 롤러 템퍼링 및 수직 템퍼링과 같은 방법이 포함됩니다. 이 과정에서 유리는 연화점(650-700 정도)에 가까운 온도로 가열된 후 양쪽에서 빠른 공기 흐름을 받아 빠르게 냉각됩니다. 이 방법은 유리의 기계적 강도와 열 안정성을 증가시킵니다. 냉각 공정의 필수 요구 사항은 유리 내에 균일하게 분산된 응력을 얻기 위해 빠르고 균일하게 냉각하는 것입니다. 균일한 냉각을 위해서는 냉각 장치가 효과적으로 열을 방출하고, 간헐적으로 발생하는 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), 열 구배에 대한 높은 저항성(최대 204.44도까지 견딜 수 있음)을 나타냅니다. 또한, 가스중 강화유리는 깨졌을 때 작은 조각으로 부서져 부상 위험을 줄여줍니다. 그러나 이 방법에는 유리 두께와 모양에 대한 특정 요구 사항이 있습니다(일반적으로 국내 생산 장비의 경우 최소 두께 약 3mm). 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.

액체 중간 템퍼링:

액체 냉각이라고도 알려진 액체 매질 템퍼링은 유리를 연화점까지 가열한 다음 빠르게 냉각 매체에 담그는 과정을 포함합니다. 냉각 매체는 질산칼륨, 질산나트륨 또는 이들의 조합과 같은 염수의 혼합물일 수 있습니다. 미네랄 오일은 냉각 매체로 사용될 수도 있으며, 톨루엔이나 사염화탄소와 같은 첨가제를 미네랄 오일에 첨가할 수도 있습니다. 특수 담금질 오일이나 실리콘 오일도 활용할 수 있습니다. 액체 매질 템퍼링에서는 유리 가장자리가 냉각 탱크에 먼저 들어가기 때문에 응력 불균일 및 그에 따른 균열이 발생할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 유리를 액체 매질에 담그기 전에 공기 냉각 또는 액체 분사를 사용한 사전 냉각 공정을 사용할 수 있습니다. 또 다른 방법은 물과 유기 용액이 담긴 탱크에 유리를 넣는 것입니다. 여기서 유기 용액은 물 위에 떠 있습니다. 가열된 유리를 탱크에 넣으면 유기용액은 유리가 물 속에서 급속히 냉각되기 전에 일부 열을 흡수하여 유리를 미리 냉각시킵니다.

장점과 단점:

액체 매체 템퍼링은 여러 가지 장점을 제공합니다. 물의 비열과 기화열이 높기 때문에 냉각에 필요한 양이 크게 줄어들어 에너지 소비와 비용이 절감됩니다. 이 방법은 빠른 냉각, 높은 안전 성능 및 최소한의 변형을 제공합니다. 그러나 유리는 가열된 후 액체 매질에 삽입되므로 대형 유리 시트의 경우 가열이 고르지 않아 품질과 수율에 영향을 미칠 수 있습니다.

신청:

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

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

반면에 액체 매체 템퍼링 또는 액체 냉각은 에너지 소비 감소, 빠른 냉각, 높은 안전 성능 및 변형 최소화와 같은 이점을 제공합니다. 특히 안경, LCD 화면 유리, 광학 기기에 사용되는 유리 등 표면적이 작은 얇은 유리를 강화하는 데 적합합니다. 냉각 매체를 신중하게 선택하고 사전 냉각 기술을 사용하면 고르지 않은 가열과 잠재적인 균열을 최소화할 수 있습니다. 그러나 효과적인 템퍼링 시스템을 구축하려면 해당 프로세스에 특정 전문 지식과 프로세스 제어가 필요할 수 있습니다.

전반적으로 화학적 템퍼링 방법은 유리에 향상된 강도와 열 안정성을 제공하므로 다양한 산업 응용 분야에 적합합니다. 가스 매체 템퍼링과 액체 매체 템퍼링 사이의 선택은 강화 유리의 원하는 특성, 유리의 크기 및 모양, 적용 분야의 특정 요구 사항과 같은 요소에 따라 달라집니다. 이러한 방법은 계속 발전하고 개선되어 다양한 분야에서 더욱 강력하고 안전한 유리 제품 개발에 기여하고 있습니다.