강화유리는 어떻게 만들어지나요?

강화 유리는 "일반" 유리, 즉 단련된 유리보다 약 4배 더 강합니다. 그리고 깨질 때 들쭉날쭉한 파편으로 부서질 수 있는 단련된 유리와 달리, 강화 유리는 작고 상대적으로 무해한 조각으로 부서집니다. 결과적으로 강화유리는 인간의 안전이 문제가 되는 환경에서 사용됩니다. 응용 분야에는 차량의 측면 및 후면 창문, 출입문, 샤워실 및 욕조 인클로저, 라켓볼 코트, 파티오 가구, 전자레인지 및 채광창이 포함됩니다.

템퍼링 공정을 위해 유리를 준비하려면 먼저 원하는 크기로 절단해야 합니다. (열 처리 후에 에칭 또는 테두리와 같은 제조 작업이 수행되면 강도 감소 또는 제품 고장이 발생할 수 있습니다.) 그런 다음 템퍼링 중 모든 단계에서 파손을 일으킬 수 있는 결함이 있는지 유리를 검사합니다. 사포와 같은 연마재는 유리의 날카로운 모서리를 제거한 후 세척됩니다.
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다음으로, 유리는 배치식 또는 연속식 공급 방식으로 템퍼링 오븐을 통과하는 열처리 공정을 시작합니다. 오븐은 유리를 섭씨 600도 이상의 온도로 가열합니다. (업계 표준은 섭씨 620도입니다.) 그런 다음 유리는 "담금질"이라는 고압 냉각 절차를 거칩니다. 몇 초밖에 걸리지 않는 이 과정에서 고압 공기가 다양한 위치의 노즐 배열에서 유리 표면을 분사합니다. 담금질은 유리의 외부 표면을 중앙보다 훨씬 빠르게 냉각시킵니다. 유리 중앙이 냉각됨에 따라 유리는 외부 표면에서 뒤로 당겨지려고 합니다. 결과적으로, 중앙은 인장 상태를 유지하고 외부 표면은 압축되어 강화유리의 강도가 향상됩니다.

인장된 유리는 압축된 유리보다 약 5배 더 쉽게 부서집니다. 단련된 유리는 평방 인치당 6,000파운드(psi)에서 파손됩니다. 연방 규격에 따르면 강화 유리는 표면 압축률이 10,000psi 이상이어야 합니다. 일반적으로 약 24,000psi에서 파손됩니다.

강화 유리를 만드는 또 다른 접근 방식은 화학적 강화로, 다양한 화학 물질이 유리 표면에서 이온을 교환하여 압축을 생성하는 것입니다. 그러나 이 방법은 템퍼링 오븐이나 담금질을 사용하는 것보다 비용이 훨씬 많이 들기 때문에 널리 사용되지는 않습니다.