रासायनिक मजबूती: कांच को सख्त करने का दूसरा तरीका

यदि तड़का लगाना गर्मी और हवा के बारे में है, तो रासायनिक मजबूती रसायन शास्त्र और धैर्य के बारे में है। यह एक पूरी तरह से अलग दुनिया है -धीमी, अधिक महंगी और तकनीकी रूप से अधिक जटिल। लेकिन जब आपको पतले, मजबूत और विरूपण मुक्त ग्लास की आवश्यकता होती है, तो इसका कोई विकल्प नहीं है।

यह काम किस प्रकार करता है

सिद्धांत आयन एक्सचेंज है। आप सोडा {{1}नींबू या, आमतौर पर एल्युमिनोसिलिकेट ग्लास लेते हैं और इसे पिघले हुए नमक के स्नान में डुबो देते हैं {{2}आमतौर पर पोटेशियम नाइट्रेट (KNO₃){{3}लगभग 400-450 डिग्री पर। यह कांच के संक्रमण बिंदु से काफी नीचे है, इसलिए इसमें कोई शिथिलता, कोई रोलर तरंग, कोई विकृति नहीं है।

कांच की सतह में सोडियम आयन नमक स्नान से बड़े पोटेशियम आयनों के साथ स्थान बदलते हैं। बड़े पोटेशियम आयन छोटे सोडियम आयनों के लिए डिज़ाइन किए गए स्थानों में समा जाते हैं। वे फिट नहीं हैं. वह संपीड़न अत्यधिक तनाव के तहत एक सतह परत बनाता है -आमतौर पर 50,000 से 80,000 पीएसआई, जो थर्मल टेम्परिंग से कहीं अधिक है।

इस परत की गहराई, जिसे "केस डेप्थ" या डीओएल (परत की गहराई) कहा जाता है, आमतौर पर 30 से 80 माइक्रोन होती है। यह पतला है लेकिन अविश्वसनीय रूप से कठिन है।

कांच मायने रखता है

आप रासायनिक रूप से मानक सोडा {{0}लाइम ग्लास को मजबूत कर सकते हैं, लेकिन परिणाम औसत दर्जे के होते हैं। असली जादू इसके साथ घटित होता हैएलुमिनोसिलिकेटकाँच। एल्यूमीनियम सामग्री आयन विनिमय को तेज करती है और आपको उच्च सतह संपीड़न और गहरी केस गहराई दोनों प्रदान करती है। इसीलिए आपके फोन की स्क्रीन (गोरिल्ला ग्लास आदि) एलुमिनोसिलिकेट है, खिड़की का शीशा नहीं।

स्नान: रसायन विज्ञान ही सब कुछ है

नमक स्नान जीवित है. आप सिर्फ एक टैंक को KNO₃ से नहीं भरते हैं और उसे एक दिन के लिए बंद नहीं कर देते हैं। समय के साथ इसका ह्रास होता जाता है। सोडियम स्नान में जमा हो जाता है, जिससे विनिमय दर धीमी हो जाती है। यदि सोडियम की मात्रा बहुत अधिक हो जाती है, तो आप ताकत खो देते हैं।

ऑपरेटर इसे इसके साथ प्रबंधित करते हैं:

धीमा जोड़:सोडियम को पतला करने के लिए लगातार ताजा KNO₃ खिलाते रहें

स्नान की मरम्मत:समय-समय पर नमक को डंप करना और बदलना

योजक:कुछ दुकानें सोडियम को अवशोषित करने और स्नान को लंबे समय तक सक्रिय रखने के लिए एल्यूमिना या अन्य यौगिकों का उपयोग करती हैं

उपेक्षित स्नान से कांच बनता है जो देखने में तो अच्छा लगता है लेकिन मोड़ परीक्षण में लगातार विफल रहता है। आप इसे नंगी आंखों से नहीं देख सकते.

विरूपण लाभ

यही कारण है कि रासायनिक सुदृढ़ीकरण मौजूद है। थर्मल टेम्परिंग आपको रोलर वेव, धनुष और अनिसोट्रॉपी देता है। रासायनिक मजबूती आपको देती हैइनमें से कोई नहीं. कांच कभी भी अपने मृदुकरण बिंदु से ऊपर नहीं जाता। यह स्नान से बिल्कुल वैसे ही सपाट बाहर आता है जैसे यह अंदर गया था।

यदि आप बना रहे हैं:

डिस्प्ले के लिए ग्लास को कवर करें(टच पैनल, मॉनिटर)

2 मिमी से कम पतला कांचजो तड़के वाली भट्टी में विकृत हो जाएगा

जटिल आकारड्रिल किए गए छेद या कटआउट के साथ जो क्वेंच में रिसर ब्रेक पर जोर देगा

रासायनिक सुदृढ़ीकरण ही एकमात्र उत्तर है।

ट्रेड-ऑफ़

थ्रूपुट.एक टेम्परिंग लाइन हर दो मिनट में कांच को चक्रित करती है। एक रासायनिक सुदृढ़ीकरण लाइन घंटों में चक्रित होती है {{1}आम तौर पर प्रति बैच 4 से 12 घंटे, कांच के प्रकार और आवश्यक केस की गहराई पर निर्भर करती है। आप तेज़ आवाज़ में नहीं चल रहे हैं; आप उच्च मूल्य पर चल रहे हैं.

साफ़-सफ़ाई.यहीं पर अधिकांश दुकानें खराब होती हैं। स्नान में जाने से पहले कांच को शल्य चिकित्सा द्वारा साफ करना होगा। कोई भी संदूषण {{2}फिंगरप्रिंट, धूल, अवशिष्ट पॉलिशिंग यौगिक{{3}एक "स्टॉप{4}ऑफ" बनाता है जहां आयन विनिमय नहीं हो सकता है। इसका परिणाम स्थानीय कमजोर बिंदु होते हैं जो बाद में दरारों के रूप में दिखाई देते हैं। अच्छी दुकानें लोडिंग के लिए क्लीनरूम चलाती हैं।

संभालना.कांच रैक या टोकरियों में चला जाता है, अक्सर किनारे के रक्षक के साथ। आप स्नान में टुकड़ों को छूने नहीं दे सकते। जहां वे स्पर्श करते हैं, वहां आयन विनिमय नहीं होता है। वे संपर्क बिंदु विफलता बिंदु बन जाते हैं।

पोस्ट- ताना-बाना को मजबूत करना।कभी-कभी, दो सतहों के बीच असमान आयन विनिमय दरों के कारण पतले कांच (1 मिमी से कम) में मजबूती के बाद एक सूक्ष्म ताना-बाना विकसित हो जाएगा। यह एक ज्ञात सिरदर्द है. समाधान विसर्जन और निष्कर्षण दरों का सावधानीपूर्वक नियंत्रण है, कभी-कभी शीतलन को बराबर करने के लिए नाइट्रोजन प्रवाहित किया जाता है।

परीक्षण और QC

रासायनिक रूप से मजबूत किया गया ग्लास टेम्पर्ड ग्लास की तरह टुकड़ों में नहीं टूटता। यह अभी भी इस अर्थ में एक सुरक्षा ग्लास है कि यह बहुत मजबूत है, लेकिन ब्रेक पैटर्न एनील्ड ग्लास के करीब है। इसका मतलब है कि मानक विखंडन परीक्षण लागू नहीं होते हैं।

इसके बजाय, उद्योग इस पर निर्भर करता है:

डीओएल (परत की गहराई)सतह तनाव मीटर से मापा जाता है{{0}आमतौर पर एक हैंडहेल्ड उपकरण जो संपीड़ित परत के वेवगाइड प्रभाव को पढ़ने के लिए प्रिज्म युग्मन का उपयोग करता है

सतह संपीड़न (सीएस)उसी उपकरण द्वारा मापा गया -आप एप्लिकेशन के आधार पर 50,000-80,000 पीएसआई रेंज की तलाश कर रहे हैं

रिंग {{0}ऑन {{1}रिंग या 4-पॉइंट बेंड परीक्षणवास्तविक मजबूती को मान्य करने के लिए, विशेष रूप से नए ग्लास प्रकार या स्नान स्थितियों के लिए

बाज़ार की हकीकत

पिछले पंद्रह वर्षों में रासायनिक रूप से मजबूती का विस्फोट हुआ है, जो पूरी तरह से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा संचालित है। प्रत्येक स्मार्टफोन, टैबलेट और स्मार्टवॉच इस प्रक्रिया से गुजरती है। लेकिन वास्तुशिल्प अनुप्रयोग भी बढ़ रहे हैं, आंतरिक विभाजन के लिए पतले, हल्के ग्लास, शॉवर दरवाजे जो 6 मिमी से पतले हैं लेकिन फिर भी प्रभाव प्रतिरोधी हैं, और संरचनात्मक ग्लास जहां ऑप्टिकल स्पष्टता ब्रेक पैटर्न से अधिक मायने रखती है।

चुनौती लागत है. नमक महंगा है. स्नान के लिए निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती है। चक्र समय थ्रूपुट को ख़त्म कर देता है। और यदि आप किसी फोन निर्माता के लिए पहले से कटे हुए, पहले से पॉलिश किए हुए कवर ग्लास का ढेर खराब कर देते हैं, तो यह स्क्रैप शुल्क नहीं है{{6}यह इस बारे में बातचीत है कि आप विक्रेता सूची में बने रहेंगे या नहीं।