كيف يتم تصنيع الزجاج المقسّى؟

الزجاج المقسّى أقوى بأربع مرات تقريبًا من الزجاج "العادي" أو المُلَدَّن. وعلى عكس الزجاج المُلَدَّن، الذي قد يتحطم إلى شظايا خشنة عند كسره، يتكسر الزجاج المقسّى إلى قطع صغيرة غير ضارة نسبيًا. ونتيجةً لذلك، يُستخدم الزجاج المقسّى في البيئات التي تُشكّل فيها سلامة الإنسان مشكلة. تشمل تطبيقاته النوافذ الجانبية والخلفية في المركبات، وأبواب المداخل، وأحواض الاستحمام، وملاعب كرة المضرب، وأثاث الفناء، وأفران الميكروويف، والنوافذ السقفية.

لتحضير الزجاج لعملية التقسية، يجب أولًا قطعه بالحجم المطلوب. (قد يحدث انخفاض في القوة أو تلف للمنتج في حال إجراء أي عمليات تصنيع، مثل النقش أو تحديد الحواف، بعد المعالجة الحرارية). ثم يُفحص الزجاج بحثًا عن أي عيوب قد تُسبب كسرًا في أي خطوة أثناء التقسية. تُزال الحواف الحادة من الزجاج باستخدام مادة كاشطة، مثل ورق الصنفرة، ثم يُغسل.
إعلان

بعد ذلك، يبدأ الزجاج عملية معالجة حرارية يمر خلالها عبر فرن تقسية، إما دفعةً واحدةً أو بتغذية مستمرة. يسخن الفرن الزجاج إلى درجة حرارة تزيد عن 600 درجة مئوية (المعيار الصناعي هو 620 درجة مئوية). ثم يخضع الزجاج لعملية تبريد عالية الضغط تُسمى "التبريد". خلال هذه العملية، التي تستغرق ثوانٍ معدودة، يدفع هواء عالي الضغط سطح الزجاج من خلال مجموعة من الفوهات في مواضع مختلفة. يُبرّد التبريد الأسطح الخارجية للزجاج أسرع بكثير من المركز. عندما يبرد مركز الزجاج، يحاول التراجع عن الأسطح الخارجية. ونتيجةً لذلك، يبقى المركز في حالة شد، وتنضغط الأسطح الخارجية، مما يمنح الزجاج المقسّى متانته.

ينكسر الزجاج تحت الشد أسرع بخمس مرات تقريبًا من انكساره تحت الضغط. ينكسر الزجاج المُلدَّن عند ضغط 6000 رطل لكل بوصة مربعة (psi). أما الزجاج المُقسّى، وفقًا للمواصفات الفيدرالية، فيجب أن يتحمل ضغطًا سطحيًا يبلغ 10000 رطل لكل بوصة مربعة أو أكثر؛ وينكسر عادةً عند ضغط حوالي 24000 رطل لكل بوصة مربعة.

هناك طريقة أخرى لصنع الزجاج المُقسّى وهي التقسية الكيميائية، حيث تتبادل مواد كيميائية مختلفة الأيونات على سطح الزجاج لخلق ضغط. ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة هذه الطريقة مقارنةً باستخدام أفران التقسية والتبريد، فهي لا تُستخدم على نطاق واسع.