Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Октябрь » 11 » Пуленепробиваемое стекло
15:15
Пуленепробиваемое стекло

Все хотя бы раз слышали о бронированном, или пуленепробиваемом стекле, этот удивительный материал овеян многими мифами и легендами. Попробуем кратко разобраться в сущности этого вопроса. Для начала отметим, что методов повышения прочности стекол несколько, они могут применяться, как совместно, так и по отдельности.

Во-первых, это закалка, способ проводится аналогично закалки сталей, но, температура нагрева ниже и охлаждение производится струей воздуха. Способ основан на накоплении внутренних напряжений в кристаллической структуре материала. Поэтому, для упрочнения по этому методу используют только достаточно качественное стекло, без дефектов и повреждений. Повышение стойкости к попаданию пули достигает 2-3 раз, но, резко растет хрупкость материала. При достаточно сильном ударе, такое стекло рассыпается на тысячи мелких и очень острых осколков. Подобный метод широко применяется для упрочнения пластин стекла, входящих в состав комбинированного бронирования бронетехники (в качестве дешевого заменителя керамических пластин).

Другой метод более дорогой, но и более перспективный. Он заключается в отливании стекла из чистейшего кварцевого песка. Кварцевый песок (SiO2) плавится при более высокой температуре, чем обычный (около 1700оС, против 500-700оС у обычного оконного стекла). Кварцевое стекло не только тверже обычного и лучше выдерживает удар, оно имеет значительно более низкий коэффициент теплового расширения, что делает его менее восприимчивым к огню. Основной недостаток такого стекла в высокой стоимости и необходимости специального оборудования для изготовления и обработки этого материала.

Для устранения этих недостатков, и расширения сырьевой базы, Российскими учеными разработана уникальная технология упрочнения обычного силикатного стекла. Для этого, листовую заготовку, вырезанную и согнутую по требуемому размеру, выдерживают несколько дней в кислотной смеси, содержащей фтороводород и другие компоненты. При этом, из стекла вымываются ионы металлов, остается только кварцевый каркас. Глубина такой обработки составляет всего лишь несколько десятых или даже, сотых долей миллиметра. Но, этого достаточно, стекло покрыто твердым высокопрочным панцирем.

После этой обработки стекло промывают дистиллированной водой и сушат под вакуумом. Затем, на стекло накладывают реактопластовую пленку из силиконового или боропластикового полимерного материала; для прозрачности, он должен иметь очень регулярную и упорядоченную структуру (структуру дальнего порядка). Затем собирают пакет из пластин стекла и листов пленки, скрепляют его зажимами, помещают в вакуумный пакет и загружают в печь, где выдерживают при строго определенной температуре около 1-2 суток (в зависимости от толщины листов, сорта пленки и количества слоев в пакете).

При термической обработке полимер плавится, проникает в поры стекла и любые микронеровности на его поверхности (после обработки кислотой, таких неровностей предостаточно). В порах стекла полимер сшивается, становясь не менее прочным на разрыв, чем углеродистая сталь. После такой обработки, пакет стеклянных листов превращается в монолит, оторвать эти листы уже невозможно.

Чистая, однородная сердцевина листов обеспечивает достаточную вибростойкость, твердый панцирь каждой пластины создает защитную оболочку, а полимерные прослойки придают вязкость и не позволяют осколкам поврежденных листов рассыпаться. Данная технология является наиболее совершенной на сегодняшний день, обеспечивая оптимальное сочетание цена-качество.

Также, существуют высокопрочные сорта органических стекол (вспомните массивные стекла из плексигласа на самолетах ВМВ), технологии армирования стекла металлической нитью, упругие полимерные пленки для экспресс наклеивания и многие другие технологии.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 2078 | Добавил: Chemadm | Теги: применение кварцевого стекла, композитные материалы, прочность стекла | Рейтинг: 4.8/24
Всего комментариев: 2
1
1  
Большое спасибо за материал, очень помогли для подготовки к уроку по химии

0
2  
Безмерно рад, что материал понравился, если есть вопросы, отзывы или пожелания, с готовностью отвечу на вопросы и учту рекомендации.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]