Zakaj pride do spontanega loma izolacijskega stekla?


Spontani lomi stekel so različnih oblik in izvorov. V tem prispevku se osredotočamo na spontani lom kaljenega stekla zaradi prisotnosti nečistoč v njegovi sestavi.

Osnovne surovine okenskega stekla so silicijev dioksid ali kremen (SiO2 – 72 %), natrijev oksid (Na2O – 14 %), kalcijevega oksid (CaO – 10 %), magnezijev oksid (MgO – 3 %) in aluminijevega oksid ali glinica (Al2O3 – 1 %). Med procesom taljenja sestavin stekla, lahko pride do nastanka majhnih kristalov nikljevega sulfida (NiS), ki predstavljajo nečistoče v zmesi. Med procesom kaljenja, ki poteka pri temperaturah do 620 °C, se volumen teh nečistoč poveča. V naslednjem koraku sledi hitro ohlajevanje stekla. Ker se NiS v tako kratkem času, kot poteka ohlajevanje, ne more povrniti v začetno volumsko stanje, postane »zamrznjen« v trenutni obliki kar v kaljenjem steklu povzroči dodatne lokalne napetosti. Stanje je podobno tempirani bombi, ki se lahko sproži kadarkoli ob izpostavitvi stekel sončnemu obsevanju. To namreč povzroči ponovno segrevanje stekla in posledično povečanje volumna NiS kar povzroči še dodatne notranje napetosti. Ko te napetosti presežejo dopustno mejo, pride do spontanega loma stekla, ki ima značilno mrežasto obliko. Ta izhaja iz ene točke okoli katere je lokalni lom v obliki metulja, ki se nadaljuje v mrežo po celotnem steklu.

Spontanemu lomu zaradi NiS, ki je sicer zelo redek, se je mogoče izogniti s predhodnim t.i. heat soak testom (HST), pri katerem se kaljeno steklo za določen čas segreje na temperaturo 290 °C. Pri tem se z 99 % gotovostjo izloči kaljena stekla, ki imajo vključke NiS in so tako podvržena nevarnosti spontanega loma.

Mogoče vas zanima tudi...