Безопасное закаленное стекло – это стекло, подвергнутое тепловой или химической обработке с целью создания напряжений, повышающих механическую прочность, а также трескающееся в результате удара или перегрузки безопасным образом.
Свойства закаленного стекла
Закаленное стекло обладает повышенной механической и температурной прочностью, а при разбивании растрескивается на мелкие осколки, не вызывающие увечий, благодаря чему считается безопасным.
Повышенная механическая и температурная прочность закаленного стекла объясняется определенным раскладом температурных напряжений в стеклянной плите, в которой при симметричном однородном охлаждении достигается такая система напряжений, где внешние слои представляют собой зону напряжений сжатия, а внутренние слои — зону напряжений растяжения.
Напряжения сжатия в поверхностных слоях стекла позволяют приложить значительно большее сгибающее усилие, чем в случае стекла, где напряжение было снято обычным способом, путём компенсации напряжений растяжения, и благодаря этому — снижено аварийное локальное напряжение. Среднее разрушающее напряжение для закаленного стекла в несколько раз превышает прочность обычного стекла. Снижается также его статическая усталость. Благодаря суперпозиции напряжений достигается уменьшение опасного максимального разрывающего напряжения, ограничивающего прочность стекла.
Rys. 1. Система напряжений, присутствующих в закаленном стекле.
После закалки поверхностные дефекты не могут распространяться через внешнюю зону, находящуюся под напряжением сжатия.
В случае превышения предела механической прочности закаленное стекло трескается на мелкие неострые осколки, благодаря чему считается безопасным. Стекло с термической закалкой находит широкое применение в строительстве, производстве мебели, бытовой технике (плитах, благодаря высокой термостойкости), автомобильной промышленности, железнодорожном, воздушном, морском и дорожном транспорте, а также многих других отраслях экономики.