كيف يتم تصنيع الزجاج المقسى؟

الزجاج المقسى أقوى بحوالي أربع مرات من الزجاج "العادي" أو الملدن. وعلى عكس الزجاج الملدن، الذي يمكن أن يتحطم إلى شظايا خشنة عند كسره، ينكسر الزجاج المقسى إلى قطع صغيرة غير ضارة نسبيًا. ونتيجة لذلك، يتم استخدام الزجاج المقسى في البيئات التي تكون فيها سلامة الإنسان مشكلة. تشمل التطبيقات النوافذ الجانبية والخلفية في المركبات، وأبواب المدخل، ومقصورات الدش وحوض الاستحمام، وملاعب كرة المضرب، وأثاث الفناء، وأفران الميكروويف، والمناور.

لتحضير الزجاج لعملية التقسية، يجب أولاً تقطيعه إلى الحجم المطلوب. (يمكن أن يحدث انخفاض في القوة أو فشل المنتج في حالة إجراء أي عمليات تصنيع، مثل النقش أو الحواف، بعد المعالجة الحرارية.) يتم بعد ذلك فحص الزجاج بحثًا عن العيوب التي قد تسبب الكسر في أي خطوة أثناء التقسية. تقوم مادة كاشطة، مثل ورق الصنفرة، بإزالة الحواف الحادة من الزجاج، ثم يتم غسلها لاحقًا.
إعلان

بعد ذلك، يبدأ الزجاج في عملية المعالجة الحرارية حيث ينتقل عبر فرن التقسية، إما على دفعات أو تغذية مستمرة. يقوم الفرن بتسخين الزجاج إلى درجة حرارة تزيد عن 600 درجة مئوية. (معيار الصناعة هو 620 درجة مئوية.) يخضع الزجاج بعد ذلك لعملية تبريد عالية الضغط تسمى "التبريد". خلال هذه العملية، التي تستمر ثواني فقط، يقوم الهواء عالي الضغط بدفع سطح الزجاج من مجموعة من الفوهات في مواضع مختلفة. يعمل التبريد على تبريد الأسطح الخارجية للزجاج بسرعة أكبر بكثير من المركز. عندما يبرد مركز الزجاج، فإنه يحاول التراجع عن الأسطح الخارجية. ونتيجة لذلك، يظل المركز في حالة توتر، وتتعرض الأسطح الخارجية للضغط، مما يمنح الزجاج المقسى قوته.

ينكسر الزجاج أثناء التوتر بسهولة أكبر بنحو خمس مرات مما ينكسر عند الضغط. سوف ينكسر الزجاج الملدن عند 6000 رطل لكل بوصة مربعة (psi). يجب أن يكون للزجاج المقسى، وفقًا للمواصفات الفيدرالية، ضغط سطحي يبلغ 10000 رطل لكل بوصة مربعة أو أكثر؛ ينكسر بشكل عام عند حوالي 24000 رطل لكل بوصة مربعة.

طريقة أخرى لصنع الزجاج المقسى هي التقسية الكيميائية، حيث تتبادل المواد الكيميائية المختلفة الأيونات على سطح الزجاج من أجل خلق الضغط. ولكن لأن هذه الطريقة تكلف أكثر بكثير من استخدام أفران التقسية والتبريد، فهي لا تستخدم على نطاق واسع.