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家 / ニュース / 業界ニュース / 強化ガラスの圧縮表面応力はどのようにして衝撃や熱衝撃に対する耐性を向上させますか?
強化ガラスの圧縮表面応力により、衝撃と熱衝撃の両方に対する耐性が大幅に向上し、強化されていないガラスや焼きなまされたガラスよりもはるかに強く耐久性が高くなります。仕組みは次のとおりです。
衝撃に対する耐性:
表面の圧縮と強度:
強化プロセス中、ガラスは高温 (約 620 ～ 700°C) に加熱され、その後冷気のジェットによって急速に冷却 (急冷) されます。この急速な冷却により、ガラスの外層が内層よりも早く固化し、表面に圧縮応力が発生し、内部に引張応力が発生します。
結果として生じる効果: 表面の圧縮応力は亀裂に対するバリアとして機能します。強化ガラスが衝撃を受けると、表面が圧縮されて割れにくくなるため、圧縮応力によって亀裂の伝播が防止されます。
耐衝撃性：これは、 強化ガラス 衝撃による破損に対してはるかに耐性があります。表面に力が加わっても、圧縮応力によりガラスは割れにくくなります。亀裂が生じた場合でも、亀裂は小さく鈍くなる傾向があるため、鋭い破片に砕ける可能性がある従来のガラスに比べて怪我のリスクが軽減されます。
熱衝撃に対する耐性:
差動冷却:
急冷のプロセスにより、ガラスの表面と中心部の間に温度差が生じます。表面は内層よりも早く冷えて収縮し、表面での圧縮応力とコア内での引張応力の蓄積につながります。
熱応力バランス: ガラスは、ほとんどの材料と同様、加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。ガラス片が急激な温度変化 (熱衝撃) にさらされると、内側の層は外側の層よりも大きく膨張または収縮しようとします。
圧縮による熱衝撃からの保護: 強化ガラスでは、圧縮表面応力がこれらの内部力に抵抗します。ガラスが急激な温度変化（冷たい窓に熱湯がかかるなど）にさらされた場合、圧縮応力がガラスの割れを防ぎます。内部の引張応力 (通常、熱応力下でガラスが割れやすくなります) は、表面の圧縮によって相殺されます。強化ガラスが、はるかに高い温度差 (多くの場合、焼き鈍しガラスの 3 ～ 4 倍) に割れることなく耐えることができるのはこのためです。
全体的な耐久性の向上:
表面圧縮と内部張力の組み合わせにより、強化ガラスはより強靱になり、物理的ストレスと熱的ストレスの両方に対する耐性が高まります。応力をより効率的に吸収および分散できるため、車の窓、オーブンのドア、シャワー室など、耐衝撃性や温度変動への対応能力が重要となる用途での使用に最適です。
