Прочность при изгибе

При изгибе стекло испытывает действие и растягивающих, и сжимающих сил. Предел прочности на растяжение у стекла значительно меньше (35-100 МПа), чем при сжатии (500-800 (2000) МП) именно поэтому предел прочности стекла при изгибе измеряют пределом прочности при растяжении.

Расчетный теоретический предел прочности стекла при растяжении составляет 12000 МПа, практически эта величина ниже в 200…300 раз, в зависимости от размера стекла колеблется от 30 до 100 МПа.

Основной причиной резкого различия теоретической и реальной прочности стекла является состояние поверхности - наличие неоднородностей, дефектов на его поверхности и в объеме - ослабленных участков (микронеоднородности, трещины, царапины, внутренние напряжения) и чем больше размер образцов, тем вероятнее наличие таких участков. На прочность стекла оказывают влияние и технологические дефекты, особенно инородные включения и свиль (химические неоднородные участки). Нарушенный слой, образуется на поверхности заготовок в результате их механической обработки и взаимодействия с водой.

Так как при изготовлении стеклоизделий невозможно сохранить их поверхность в бездефектном состоянии, прочность, вне зависимости от химического состава, имеет низкую величину и путем изменения химического состава существенно повысить ее не удается.

Прочность стекол можно повысить:

1 глубоким шлифованием и полированием, в результате которого удаляют трещиноватый слой и сохраняют высокое качество обрабатываемой поверхности.

2 Удаление дефектного поверхностного слоя (мельчайших трещин, царапин и т.д.) травлением, обработка их поверхности химическими реагентами значительно повышает прочность (в 2-4 раза), но при этом снижает качество.

В диапазоне температур от —50° до +70°С прочность стекла практически не изменяется.

3 Путем закаливания стекла удается повысить его прочность в 3 - 4 раза.

К способам существенного повышения прочности изделий относятся воздушная и жидкостная закалка, ионообменное упрочнение в расплавах солей, нанесение на поверхность оксидно-металлических покрытий.

Прочность стекла зависит от степени отжига. С увеличением остаточных напряжений в стекле в 1,5-2 раза сопротивление изгибу уменьшается на 9-12%.

Прочность стекла увеличивают SiO2, Аl2О3, В2О3, МgО, ВаО, TiO2, уменьшают щелочные оксиды, РbО.

Прочность стекла при изгибе меньше прочности при растяжении, поэтому участки в местах изгибов трубок и отделки дна заготовок должны быть утолщены.

Прочность стекла при изгибе определяют, положив свободно концы стеклянного стержня па две опоры и постепенно повышая нагрузку в середине его вплоть до разрушения стержня.

Высокая прозрачность оксидных стекол сделала их незаменимыми для остекления зданий, зеркал и оптических приборов. Теоретически даже идеальное, не поглощающее свет стекло не может пропускать света более 92%.

Дата добавления: 2014-01-07