Karkaistu lasi
Karkaistu tai karkaistu lasi on eräänlainen turvalasi, jota käsitellään kontrolloidulla lämpö- tai kemiallisella käsittelyllä sen lujuuden lisäämiseksi verrattuna normaaliin lasiin. Karkaisu saa ulkopinnat puristumaan ja sisäpinnat jännitykseen. Tällaiset jännitykset aiheuttavat sen, että lasi murenee rikkoutuessaan pieniksi rakeisiksi paloiksi sen sijaan, että se halkeaisi rosoisiksi sirpaleiksi, kuten levylasi (alias hehkutettu lasi) tekee. Rakeiset palaset aiheuttavat vähemmän vammoja.
Turvallisuutensa ja lujuutensa ansiosta karkaistua lasia käytetään useissa vaativissa sovelluksissa, kuten henkilöautojen ikkunoissa, suihkuovissa, arkkitehtonisissa lasiovissa ja -pöydissä, jääkaapin tarjottimissa, matkapuhelimen näytönsuojissa, luodinkestävän lasin komponenttina, mm. sukellusnaamarit ja erilaiset lautaset ja keittiövälineet.
Ominaisuudet
Karkaistu lasi on noin neljä kertaa vahvempi kuin hehkutettu ("tavallinen") lasi. Sisäkerroksen suurempi supistuminen valmistuksen aikana aiheuttaa lasin pintaan puristusjännityksiä, joita tasapainottavat lasin rungossa olevat vetojännitykset. Täyskarkaistun 6 mm paksun lasin pintapuristuksen on oltava vähintään 69 MPa (10 000 psi) tai reunapuristuksen vähintään 67 MPa (9 700 psi). Jotta sitä voitaisiin pitää turvalasina, pinnan puristusjännityksen tulee ylittää 100 megapascalia (15 000 psi). Lisääntyneen pintajännityksen seurauksena lasi rikkoutuu vain pieniksi pyöreiksi paloiksi terävien rosoisten sirpaleiden sijaan. Tämä ominaisuus tekee karkaistusta lasista turvallisen korkeapaine- ja räjähdyssuojattuihin sovelluksiin.
Juuri tämä puristuspintajännitys antaa karkaistulle lasille lisää lujuutta. Tämä johtuu siitä, että hehkutettu lasi, jossa ei ole lähes lainkaan sisäistä jännitystä, muodostaa yleensä mikroskooppisia pintahalkeamia, ja ilman pintapuristumista, lasiin kohdistettu jännitys aiheuttaa jännitystä pintaan, mikä voi edistää halkeamien leviämistä. Kun halkeama alkaa levitä, jännitys keskittyy edelleen halkeaman kärkeen, mikä saa sen etenemään äänen nopeudella materiaalissa. Näin ollen hehkutettu lasi on hauras ja hajoaa epäsäännöllisiksi ja teräviksi paloiksi. Toisaalta karkaistuun lasiin kohdistuvat puristusjännitykset sisältävät virheen ja estävät sen leviämisen tai laajenemisen.
Kaikki leikkaus tai hionta on tehtävä ennen karkaisua. Leikkaus, hionta ja terävät iskut karkaisun jälkeen aiheuttavat lasin murtumisen.
Karkaisusta johtuva venymäkuvio voidaan havaita katsomalla optisen polarisaattorin, kuten polarisoivien aurinkolasien, läpi.
Käyttää
Karkaistua lasia käytetään, kun lujuus, lämmönkestävyys ja turvallisuus ovat tärkeitä näkökohtia. Esimerkiksi henkilöautoilla on kaikki kolme vaatimusta. Koska niitä säilytetään ulkona, ne kuumenevat ja viilentyvät jatkuvasti sekä vaihtelevat dramaattisesti ympäri vuoden. Lisäksi niiden on kestettävä tienjätteen, kuten kivien, aiheuttamia pieniä iskuja sekä liikenneonnettomuuksia. Koska suuret, terävät lasinsirut aiheuttaisivat ylimääräistä ja kohtuutonta vaaraa matkustajille, käytetään karkaistua lasia, jotta rikkoutuessaan palat ovat tylsiä ja pääosin vaarattomia. Tuulilasi tai tuulilasi on sen sijaan valmistettu laminoidusta lasista, joka ei hajoa palasiksi, kun taas sivuikkunat ja takatuulilasi ovat tyypillisesti karkaistua lasia.
Muita tyypillisiä karkaistun lasin sovelluksia ovat:

  • Parvekkeen ovet
  • Urheilumahdollisuudet
  • Uima-altaat
  • Julkisivut
  • Suihkuovet ja kylpyhuonetilat
  • Näyttelytilat ja näyttelyt
  • Tietokonetornit tai -kotelot

Rakennukset ja rakenteet
Karkaistua lasia käytetään rakennuksissa myös kehystämättömiin kokoonpanoihin (kuten kehyksettömiin lasioviin), rakenteellisesti kuormitettuihin sovelluksiin ja muihin sovelluksiin, joista tulee vaarallisia ihmisen iskuissa. Yhdysvaltojen rakennusmääräykset edellyttävät karkaistua tai laminoitua lasia useissa tilanteissa, mukaan lukien jotkin kattoikkunat, oviaukkojen ja portaikkojen lähellä, suuret ikkunat, lattian tasolle ulottuvat ikkunat, liukuovet, hissit, palokunnan kulkupaneelit ja uima-altaiden lähellä.
Kotitalouskäyttö
Karkaistua lasia käytetään myös kotona. Yleisiä karkaistua lasia käyttäviä kodin huonekaluja ja kodinkoneita ovat kehyksettömät suihkuovet, lasiset pöytälevyt, lasihyllyt, kaapin lasit ja takkalasit.
Ruokapalvelu
"Rim-tempered" tarkoittaa, että rajoitettu alue, kuten lasin tai lautasen reuna, on karkaistu ja suosittu ruokapalvelussa. On kuitenkin myös erikoisvalmistajia, jotka tarjoavat täysin karkaistua/karkaistua juoma-astiaratkaisua, joka voi tuoda lisäetuja lujuuden ja lämpöiskun kestävyyden muodossa. Joissakin maissa nämä tuotteet on määritelty kohteisiin, joissa vaaditaan korkeampaa suorituskykyä tai joissa vaaditaan turvallisempaa lasia intensiivisen käytön vuoksi.
Karkaistua lasia on lisätty myös baareissa ja pubeissa, erityisesti Isossa-Britanniassa ja Australiassa, jotta estetään lasinsirujen käyttö aseena. Karkaistuja lasituotteita löytyy hotelleista, baareista ja ravintoloista rikkoutumisen vähentämiseksi ja turvallisuusstandardien nostamiseksi.
Ruoanlaitto ja leivonta
Joitakin karkaistua lasia käytetään ruoanlaitossa ja leivonnassa. Valmistajia ja brändejä ovat Glasslock, Pyrex, Corelle ja Arc International. Tätä lasia käytetään myös uunin ovissa.
Valmistus
Karkaistua lasia voidaan valmistaa hehkutetusta lasista lämpökarkaisuprosessilla. Lasi asetetaan rullapöydälle ja viedään uunin läpi, joka lämmittää sen reilusti 564 °C:n (1 047 °F) siirtymälämpötilansa yläpuolelle noin 620 °C:seen (1 148 °F). Lasi jäähdytetään sitten nopeasti pakotetulla ilmavedolla, kun taas sisäosa pysyy vapaana hetken aikaa.
Vaihtoehtoisessa kemiallisessa karkaisuprosessissa vähintään 0,1 mm paksu lasin pintakerros pakotetaan puristamaan lasin pinnassa olevien natriumionien ioninvaihdolla kalium-ioneilla (jotka ovat 30 % suurempia) upottamalla lasi hauteeseen sulaa kaliumnitraattia. Kemiallinen karkaisu lisää sitkeyttä lämpökarkaisuun verrattuna ja sitä voidaan soveltaa monimutkaisiin lasiesineisiin.
Haitat
Karkaistu lasi on leikattava mittoihin tai puristettava muotoon ennen karkaisua, eikä sitä voi työstää uudelleen karkaisun jälkeen. Lasin reunojen kiillotus tai reikien poraus tehdään ennen karkaisun alkamista. Lasin tasapainoisen jännityksen vuoksi minkä tahansa osan vaurioituminen johtaa lopulta lasin särkymiseen pikkukuvan kokoisiksi paloiksi. Lasi on herkimmin rikkoontunut lasin reunan vaurioiden takia, missä vetojännitys on suurin, mutta särkymistä voi tapahtua myös kovan iskun sattuessa lasin keskelle tai jos isku keskittyy. (esimerkiksi lyömällä lasia kovettuneella kärjellä).
Karkaistun lasin käyttö voi aiheuttaa turvallisuusriskin joissakin tilanteissa, koska lasilla on taipumus särkyä kokonaan kovan iskun seurauksena sen sijaan, että se jättäisi sirpaleita ikkunan karmiin.
Karkaistun lasin pinnassa on pinta-aaltoja, jotka aiheutuvat kosketuksesta tasoitusteloihin, jos se on muodostettu tällä menetelmällä. Tämä aaltoilu on merkittävä ongelma ohutkalvoisten aurinkokennojen valmistuksessa. Float-lasiprosessilla voidaan valmistaa vähän vääristymiä levyjä, joilla on erittäin tasaiset ja yhdensuuntaiset pinnat vaihtoehtona erilaisiin lasitussovelluksiin.
Nikkelisulfidivirheet voivat aiheuttaa karkaistun lasin spontaanin rikkoutumisen vuosia sen valmistuksen jälkeen.


Postitusaika: 20.7.2020