Kemisk hærdet glas

Glassets styrke øges ved hærdning

Kemisk hærdning bruges normalt, når virkelig tyndt glas - tyndere end 2-3 mm - skal hærdes eller, hvis virkelig store trykspændinger skal opbygges i overfladen f.eks. til glas til fly og andre virkelig hurtige køretøjer.

Kemisk hærdning sker ved ionbytning

Metoden til kemisk hærdning af glas sker ved ionbytning, hvor natriumioner i glasoverfladen erstattes af større kaliumioner. Denne ionbytning sker ved at dyppe glasset i en kaliumsaltopløsning ved høj temperatur (350-400°C). Når de større kaliumioner udveksles med natriumionerne og optager plads i glasoverfladen opbygges en stærk kompressionsspænding i et relativt tyndt overfladelag.

Zonen med forøget trykspænding er som regel kun en tiendedel mm tyk. Der er ikke opbygget en høj trækspænding i midten af glasset (som ved termisk hærdet glas), hvilket betyder, at det kemisk hærdede glas ikke granulerer ved brud, men har et revnemønster, der ligner det almindeligt, uhærdede glas. Så kemisk hærdet glas er lige så lidt som det almindelige glas et personsikkerhedsglas.

Kemisk hærdet glas kan bearbejdes efter hærdning

Da der ikke er indbygget nogen større trækspænding i det kemisk hærdede glas, kan det skæres og bearbejdes, selv efter at det er hærdet, men vil have reduceret spænding hvor det er bearbejdet, ligesom mekanisk slid nedsætter styrken pga det tynde kompressionslag.

Definition afhænger af DOP og SC

Definitionen på kemisk hærdet glas er afhængig af dybden af revnen (DOP: depth of penetration) og overflade kompressionen (SC: surface compression), som igen er afhængig af om det er tinsiden eller luftsiden på almindelig float, hvor forskellen kan være op til 3% på SC og 12% på DOP. Hærdningen afhænger af temperaturen i badet og opholdstiden, jo kortere tid og lavere temperatur jo mindre kompression, som er afhængig af dybden af mikrosprækker.

Anvendes til elektronisk udstyr

Brugen af kemisk hærdning er steget markant da glasset anvendes til tekniske formål og elektronisk udstyr, som moderne mobiltelefoner, læsetavler og digitale berøringsskærme, da disse er tynde og har brug for stor styrke og øget ridsefasthed. I modsætning til termisk hærdning af glas, øger man hårdheden af glasoverfladen i den kemiske hærdningsproces.

Når det kommer til tynde dæklag og skærmglas til berøring er det almindeligt, at den kemiske sammensætning af glasset justeres for at give størst mulig virkning ved den kemisk hærdning både i styrke og ved ridsemodstand dvs at glasmassen ikke nødvendigvis er almindelig kalk-soda-silikatglas.

Også dækglas i solfangere og hovedsageligt i solceller er tynde og det kan være nødvendigt at anvende kemisk hærdet glas for øget styrke og netop for at modstå enhver termisk spænding.

Stigende brug af kemisk hærdet glas i bærende konstruktioner

Et yderligere område, der kan få anvendelsen af kemisk hærdet glas til at stige, er brugen af glas i bærende konstruktioner. Så kan det være spørgsmålet om tykkere glas, hvor det kan søges at nå en større trykspænding i overfladen, end der kan opnås med termisk hærdet sikkerhedsglas, ligesom kravene til granulering ikke nødvendigvis eksisterer, hvis glasset skulle gå i stykker. Tværtimod, fordi det hærdede glas i bærende strukturer ofte, er inkluderet, som en del af et lamineret glas. Hvis det hærdede glas bryder mere som almindeligt glas, er der en vis bæreevne i glaskonstruktionen, selv efter et glasbrud.

Læs artiklerne: Termisk hærdet sikkerhedsglas. og Hvorfor hærder man glas