زجاج خفف
الزجاج المقسى أو المتشدد هو نوع من زجاج الأمان الذي تتم معالجته عن طريق المعالجات الحرارية أو الكيميائية التي يتم التحكم فيها لزيادة قوتها مقارنة بالزجاج الطبيعي. تخفف يضع الأسطح الخارجية في الضغط والداخلية في التوتر. مثل هذه الضغوط تتسبب في انهيار الزجاج ، عند كسره ، إلى أجزاء صغيرة الحبيبية بدلاً من الانشقاق إلى شظايا خشنة كما يفعل زجاج صفيحة (على سبيل المثال الزجاج الصلب). من غير المرجح أن تتسبب القطع الحبيبية في الإصابة.
نتيجة لسلامتها وقوتها ، يتم استخدام الزجاج المقسى في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصعبة ، بما في ذلك نوافذ مركبات الركاب ، وأبواب الدش ، وأبواب زجاجية معمارية ، وصواني الثلاجة ، وحماقات شاشة الهاتف المحمول ، كمكون من الزجاج المقاوم للرصاص ، لأقنعة الغوص ، وأنواع مختلفة من الأطباق وأدوات الطهي.
ملكيات
الزجاج المقسى أقوى بأربعة أضعاف من الزجاج الملبد ("العادي"). إن الانكماش الأكبر للطبقة الداخلية أثناء التصنيع يستحث ضغوطًا ضغطًا في سطح الزجاج المتوازن بضغوط الشد في جسم الزجاج. يجب أن يكون للزجاج السميك الذي يبلغ طوله 6 - مم بالكامل إما ضغط سطحي لا يقل عن 69 ميجا باسكال (10000 رطل) أو ضغط حافة لا يقل عن 67 ميجا باسكال (9 700 رطل). لكي تعتبر زجاج أمان ، يجب أن يتجاوز الإجهاد الانضغاطي السطحي 100 ميجاباساسال (15000 رطل). نتيجة لزيادة الإجهاد السطحي ، إذا تم كسر الزجاج على الإطلاق ، فإنه ينقسم فقط إلى قطع دائرية صغيرة بدلاً من شظايا خشنة حادة. هذه الخاصية تجعل الزجاج المقسى آمنًا للتطبيقات المرتفعة للضغط والانفجار.
هذا هو الإجهاد السطحي الانضغاطي هو الذي يعطي الزجاج المقسى زيادة القوة. وذلك لأن الزجاج الصلب ، الذي لا يوجد لديه إجهاد داخلي تقريبًا ، يشكل عادة تشققات سطحية مجهرية ، وفي غياب ضغط السطح ، يسبب أي توتر مطبق على الزجاج التوتر على السطح ، والذي يمكن أن يدفع انتشار الكراك. بمجرد بدء الانتشار ، يتركز التوتر على طرف الكراك ، مما يؤدي إلى انتشاره بسرعة الصوت في المادة. وبالتالي ، فإن الزجاج الصلب هش وينقسم إلى قطع غير منتظمة وحادة. من ناحية أخرى ، فإن الضغوط المضغوطة على كوب مقسى تحتوي على عيب وتمنع انتشاره أو توسعه.
يجب إجراء أي قطع أو طحن قبل التخفيف. إن القطع والطحن والآثار الحادة بعد التخفيف سيؤدي إلى كسر الزجاج.
يمكن ملاحظة نمط الإجهاد الناتج عن التخفيف من خلال المشاهدة من خلال مستقطب بصري ، مثل زوج من النظارات الشمسية المستقطبة.
يستخدم
يتم استخدام الزجاج المقسى عندما تكون القوة والمقاومة الحرارية والسلامة اعتبارات مهمة. مركبات الركاب ، على سبيل المثال ، لديها جميع المتطلبات الثلاثة. نظرًا لأنها يتم تخزينها في الهواء الطلق ، فهي تخضع للتدفئة والتبريد المستمر بالإضافة إلى التغيرات الدرامية في درجة الحرارة على مدار العام. علاوة على ذلك ، يجب عليهم تحمل الآثار الصغيرة من حطام الطرق مثل الحجارة وكذلك حوادث الطرق. نظرًا لأن القطع الزجاجية الكبيرة الحادة ستشكل خطرًا إضافيًا وغير مقبول على الركاب ، يتم استخدام الزجاج المقسى بحيث إذا كانت القطع صريحة وغير ضارة في الغالب. الزجاج الأمامي أو الزجاج الأمامي مصنوع بدلاً من ذلك من الزجاج المغطى ، والذي لن يتحطم إلى قطع عند كسره أثناء النوافذ الجانبية والزجاج الأمامي الخلفي عادةً من الزجاج.
وتشمل التطبيقات النموذجية الأخرى للزجاج المقسى:

• أبواب الشرفة
• المرافق الرياضية
• حمامات السباحة
• واجهات
• أبواب الدش ومناطق الحمام
• مناطق المعارض والعروض
• أبراج الكمبيوتر أو الحالات

المباني والهياكل
يستخدم الزجاج المقسى أيضًا في المباني للتجميعات غير المؤطر (مثل الأبواب الزجاجية بدون إطار) ، والتطبيقات المحملة هيكلياً ، وأي تطبيق آخر قد يصبح خطيرًا في حالة التأثير البشري. تتطلب رموز البناء في الولايات المتحدة زجاجًا مقسىًا أو مغلفة في عدة مواقف بما في ذلك بعض المناور ، والمداخل بالقرب من المداخل والسلالم ، والنوافذ الكبيرة ، والنوافذ التي تمتد بالقرب من مستوى الأرض ، والأبواب المنزلق ، والمصاعد ، وألواح الوصول إلى إدارة الإطفاء ، وقرب حمامات السباحة.
الاستخدامات المنزلية
يستخدم الزجاج المقسى أيضًا في المنزل. بعض الأثاث والأجهزة المنزلية المشتركة التي تستخدم الزجاج المقسى هي أبواب دش بدون إطار ، وقمم طاولة زجاجية ، ورفوف زجاجية ، وزجاج الخزانة والزجاج لمدافئ.
خدمة الغذاء
تشير "Rim - Herved" إلى أن مساحة محدودة ، مثل حافة الزجاج أو اللوحة ، خففة وتحظى بشعبية في الخدمة الغذائية. ومع ذلك ، هناك أيضًا شركات تصنيع متخصصة تقدم محلول شربات مخبأ/تشديد بالكامل يمكن أن يجلب فوائد متزايدة في شكل قوة ومقاومة للصدمة الحرارية. في بعض البلدان ، يتم تحديد هذه المنتجات في الأماكن التي تتطلب زيادة مستويات الأداء أو لديها شرط لزجاج أكثر أمانًا بسبب الاستخدام الشديد.
شهدت الزجاج المقسى أيضًا استخدامًا متزايدًا في الحانات والحانات ، وخاصة في المملكة المتحدة وأستراليا ، لمنع استخدام الزجاج المكسور كسلاح. يمكن العثور على المنتجات الزجاجية المقسى في الفنادق والبارات والمطاعم لتقليل الكسر وزيادة معايير السلامة.
الطبخ والخبز
يتم استخدام بعض أشكال الزجاج المقسى للطبخ والخبز. تشمل الشركات المصنعة والعلامات التجارية Glasslock و Pyrex و Corelle و Arc International. هذا هو أيضا نوع الزجاج المستخدم لأبواب الفرن.
تصنيع
يمكن تصنيع الزجاج المقسى من الزجاج الصلب عبر عملية التخفيف الحراري. يتم وضع الزجاج على طاولة أسطوانة ، مع أخذها من خلال فرن يسخنه أعلى بكثير من درجة حرارة انتقاله البالغة 564 درجة مئوية (1،047 درجة فهرنهايت) إلى حوالي 620 درجة مئوية (1،148 درجة فهرنهايت). ثم يتم تبريد الزجاج بسرعة مع مسودات الهواء القسري بينما لا يزال الجزء الداخلي حراً في التدفق لفترة قصيرة.
تتضمن عملية تشديد المواد الكيميائية البديلة فرض طبقة سطح من الزجاج على الأقل 0.1 مم على الأقل في ضغط عن طريق التبادل الأيوني لأيونات الصوديوم في سطح الزجاج مع أيونات البوتاسيوم (التي تكون أكبر بنسبة 30 ٪) ، عن طريق غمر الزجاج في حمام من نترات البوتاسيوم المنصهر. يؤدي التشديد الكيميائي إلى زيادة صلابة مقارنة بالانخراط الحراري ويمكن تطبيقه على الأشياء الزجاجية ذات الأشكال المعقدة.
عيوب
يجب قطع الزجاج المقسى إلى الحجم أو الضغط على الشكل قبل التخفيف ، ولا يمكن إعادة تشغيله مرة واحدة. يتم تنفيذ تلميع الحواف أو ثقوب الحفر في الزجاج قبل بدء عملية التخفيف. بسبب الضغوط المتوازنة في الزجاج ، فإن الأضرار التي لحقت بأي جزء ستؤدي في النهاية إلى تحطيم الزجاج إلى قطع مصغرة - يعتبر الزجاج أكثر عرضة للكسر بسبب تلف حافة الزجاج ، حيث يكون الإجهاد الشد هو الأعظم ، ولكن يمكن أن يحدث التحطيم أيضًا في حالة وجود تأثير صعب في منتصف الجزء الزجاجي أو إذا كان التأثير يتركز (على سبيل المثال ، ضرب الزجاج بنقطة صلبة).
يمكن أن يشكل استخدام الزجاج المقسى خطرًا أمانًا في بعض المواقف بسبب ميل الزجاج إلى التحطيم تمامًا على التأثير الصعب بدلاً من ترك الشظايا في إطار النافذة.
لا يُظهر سطح الزجاج المقسى موجات سطح ناتجة عن التلامس مع بكرات التسطيح ، إذا تم تشكيلها باستخدام هذه العملية. هذا التموج يمثل مشكلة كبيرة في تصنيع الخلايا الشمسية الأفلام الرقيقة. يمكن استخدام عملية الزجاج العائم لتوفير أوراق تشويه منخفضة مع أسطح مسطحة ومتوازية للغاية كبديل لتطبيقات الزجاج المختلفة.
يمكن أن تسبب عيوب كبريتيد النيكل كسرًا عفويًا من الزجاج المقسى بعد سنوات من تصنيعه.