Karastatud klaas

Koostis/struktuur

Karastatud klaasi tahvlitesse on termilise või keemilise töötlusega tekitatud sisepinged, klaasi väliskihtides survepinge, klaasi keskosas tõmbepinge.

Omadused

Suur deformatsioonitaluvus (nt. läbipaindel), puruneb lokaalsete vigastuste (nt. löök teravikuga) tagajärjel väikesteks ohututeks kildudeks. Karastatud klaasi ei saa lõigata.

Saamine

Saadakse pehmenemiseni kuumutatud klaastahvli kiirel jahutamisel külma õhu pealepuhumisega (termiline karastus) või ioonvahetusega sulatatud soolade keskkonnas (keemiline karastus). Pildil on klaasikarastusliin ettevõttes Baltiklaas [21.09.04]. Seadme parempoolne madalam osa on ahi, kus toimub rullikutel liikuva klaasitahvli kuumutamine, vasakpoolses kõrgemas osas toimub tahvli jahutamine.

Rakendused

“Ohutu klaas”

Demod, katsed

Karastatud klaasi tahvli läbipaine
Karastatud klaasi tahvli purunemine

Klaasinoa kriim

Tugev löök nüri esemega karastatud klaasi ei purusta.

Löögil terava esemega (terastorn) puruneb karastatud klaas väikesteks ohututeks kildudeks.

Karastatud klaas polaroidide vahel

Nähtvaks saab karastuspingete ebaühtlus (vt ka D13.2. Fotoelastsus).

Prints Ruperti tilga purunemine

Kui murda tilgal (vasakpoolsel fotol) tagant ära peenikene saba, siis puruneb tilk väikese pauguga, ja temast jääb järele vaid peenike klaasipuru (parempoolsel fotol).

 

 


View _exp_open not found
Sisepinged karastatud klaasis teeb nähtavaks valguse hajumine

Karastatud klaastahvlis pinnaga paralleelselt leviva valguskiire (laserikiire) polarisatsioon hakkab muutuma murdumisnäitaja erinevuste tõttu plaadi pinnaga risti ja sellega paralleelselt (lineaarselt) polariseeritutud valguse jaoks. Jälgides kiirega risti klaasist hajunud valgust võib täheldada hajunud valguse perioodilist modulatsiooni - intensiivsuse maksimum vastab situatsioonile, kus valguse polarisatsioon laserkiires (valguslaine elektrivektor) on risti vaatesihiga ja miinimum olukorrale, kus polarisatsioon on paralleelne vaatesihiga. Valguse esialgne polarisatsioon on vertikaalne, klaasitahvel on foto tasapinna (ja vaatesuuna) suhtes 45° nurga all (vt skeem).

Laserikiire hajumine karastatud klaasis. Plaadi paksus 12 mm, pikkus 300 mm (joonisel on pikkuse ja paksuse mastaabid oluliselt erinevad). Valgus levib piki plaati vasakult paremale, esialgne polarisatsioon moodustab 45° nurga plaadi normaaliga. Hajunud valguse intensiivsus on kodeeritud pseudovärvides: sinine minimaalne, punane maksimaalne. Pange tähele modulatsiooni ruumilise sammu muutust sõltuvalt kiire asendist plaadi pinna suhtes (see põhjustab samaintesiivsusribade kõverdumise) ja samuti pingevabade pindade olemasolu (“nullpind”), kus modulatsioon kaob (ruumiline periood muutub lõpmata suureks). Modulatsiooni nõrgemine piki laserikiirt on seletatav kiire erinevalt polariseeritud komponentide (paralleelselt ja risti plaadi pinnaga) ruumilise lahknevusega levikul.