Kakšni so običajni tehnični parametri kemično ojačanega natrijevega apnenega stekla?

2026-08-10

Natrijevo-kalcijevo steklo je najpogostejša vrsta float stekla. Kemično kaljenje (ionska izmenjava) ga utrdi z izmenjavo manjših natrijevih ionov na površini stekla z večjimi kalijevimi ioni iz staljene solne kopeli, kar ustvari površinsko tlačno napetostno plast. Navadno natrijevo-kalcijevo steklo ima relativno počasno difuzijo ionov in opazno sprostitev napetosti, zato ... globina plasti (DOL) je običajno plitva in ne more zlahka doseči ravni, ki jih dosežemo z aluminosilikatnimi stekli. Kemično kaljenje navadnega natrij-kalcijevega stekla je manj učinkovito kot kaljenje aluminosilikatnega stekla (slednje običajno doseže CS 650–1000+ MPa in DOL 30–100+ μm).

Parametri osrednje napetosti (najpomembnejši)

Parameter	Tipična vrednost	Opomba
Površinska tlačna napetost (CS)	400–750 MPa (običajno 400–650 MPa; v nekaterih primerih do ~800 MPa)	Kemično utrjeno steklo mora običajno preseči 450 MPa. Plavajoče natrij-kalcijevo steklo običajno doseže okoli 600 MPa. Pretirano visoka trdnost (CS) lahko oteži naknadno rezanje ali povzroči prekomerno centralno napetost.
Globina plasti (DOL ali DOC)	5–30 μm (običajno 5–20 μm; daljši odrastki lahko dosežejo 20–50 μm ali več, vendar se CS zmanjša)	Navadno natrijevo-kalcijevo steklo težko doseže globlje plasti in je bolj dovzetno za površinske praske. Standard ASTM C1422 razvršča izdelke glede na trdnost (CS) in globino ohišja.

Primeri referenčnih vrednosti:

Krajši postopek: CS ≈ 600–750 MPa, DOL ≈ 5–10 μm
Srednji proces: CS ≈ 450–600 MPa, DOL ≈ 12–25 μm
Daljši/višjetemperaturni postopek: CS pade na ≈ 450–550 MPa, DOL lahko doseže 20–40+ μm

Centralna napetost (CT) je običajno nizka (od nekaj MPa do nekaj deset MPa, odvisno od debeline in ravnovesja CS × DOL). Tanke pločevine se po obdelavi običajno še vedno režejo.

Druge mehanske lastnosti

Upogibna trdnost (npr. štiritočkovno upogibanje): Žarjeno natrijevo-kalcijevo steklo ima običajno trdnost 40–100 MPa; po kemičnem kaljenju lahko doseže 200–600 MPa (pogosto 3–5-krat višje ali več, odvisno od stanja površine in preskusne metode). Nekatere študije poročajo o vrednostih okoli 400+ MPa.
Trdota po VickersuPoveča se za približno 8–20 % in običajno doseže 650–750 kgf/mm² (HV) (prvotno ≈ 500–600 HV).
Odpornost na udarce in praskeBistveno izboljšano, vendar je zaščita pred globokimi praskami omejena zaradi relativno plitve globine dosežka.
Pridobitev močiPribližno 3–8-krat večja od žarjenega stekla (odvisno od preskusne metode in površinskih napak).

Procesni in drugi sorodni kazalniki

Tipični procesni pogojiStaljeni KNO₃ (ali z majhno količino NaNO₃), temperatura ≈ 400–470 °C, čas 4–24 ur (ali dlje). Višja temperatura in daljši čas povečata gostoto vode (DOL), vendar zmanjšata CS zaradi sprostitve napetosti.
Optične lastnostiPrepustnost se nekoliko zmanjša (≈ 1–2 %); optična kakovost ostane večinoma nespremenjena brez večjega popačenja, kot ga opazimo pri termično kaljenem steklu.
Osnovne fizikalne lastnosti (npr. koeficient toplotnega raztezanja): V bistvu nespremenjen (≈ 8,5–9,5 × 10⁻⁶/°C).
Uporabna debelinaPosebej primerno za tanko steklo (od 0,1 mm do nekaj mm); obdelujejo se lahko tudi debelejše plošče, vendar z manjšo učinkovitostjo.

Scenariji uporabe kemično kaljenega natrijevega apnenčevega stekla

Kemično utrjeno natrijevo-kalcijevo steklo se uporablja predvsem tam, kjer je potrebno tanko, močno in optično prozorno steklo, zlasti kadar toplotno kaljenje ni primerno (npr. zelo tanke plošče ali kompleksne oblike).

Pogoste aplikacije vključujejo:

Zaščitno steklo za pametne telefone, tablične računalnike, prenosne računalnike in druge elektronske zaslone (naprave za začetnike ali cenovno ugodne naprave)
Zaščitni pokrovi za instrumente, merilnike in nadzorne plošče
Steklene ure in pokrovi za objektive fotoaparatov
Arhitekturno steklo (tanke predelne stene, dekorativne plošče ali varnostna zasteklitev v posebnih primerih)
Notranjost avtomobilov in transportnih sredstev (instrumentne plošče, zasloni)
Kontrolna stekla / okence za opremo in posode
Farmacevtske ali laboratorijske posode in viale (kjer je potrebna zmerna ojačitev)
Zasloni na dotik in interaktivni kioski

podrobnosti_aplikacije(1).png

Prednost imajo tanjše steklo (običajno pod 3–4 mm), ki potrebuje večjo trdnost brez optičnega popačenja. Za boljšo zmogljivost (globlja tlačna plast in boljša odpornost proti padcem) se običajno izberejo aluminosilikatna stekla.