Danh mục

Kính cường lực được tôi luyện như thế nào?

Thứ năm, 21/09/2023 10:21

Bạn đã từng nghe Rupert's Tears chưa? Nó được biết đến là một trong những chất cứng nhất trên thế giới. Trên thực tế, nguyên lý sản xuất kính cường lực cũng tương tự như vậy. Khi bạn hiểu nguyên lý đằng sau Nước mắt Rupert này, tức là bạn cũng hiểu kính cường lực.

Nước mắt của rupert

Khi bạn thả thủy tinh nóng chảy vào nước, thủy tinh nhanh chóng ngưng tụ lại, tạo thành cấu trúc thủy tinh giống giọt nước có đuôi dài. Những hạt thủy tinh thu được theo cách này còn được gọi là "Nước mắt Rupert".

Nguồn gốc của cái tên này được cho là Rupert, cháu trai của Vua Charles I, người đầu tiên mang sản phẩm thủy tinh đặc biệt này đến Anh vào năm 1660. Tại triều đình, Rupert thường dùng vật nhỏ này để trêu chọc mọi người nên được gọi là Nước mắt Rupert.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Mặt kỳ diệu của Nước mắt Rupert

Cấu trúc kính tưởng chừng như bình thường này lại có những đặc tính hoàn toàn khác với kính thông thường, phần đầu của nó cực kỳ cứng. Một đầu thủy tinh có kích thước bằng móng tay có thể chịu được áp lực hơn 20 tấn, ngay cả khi bạn dùng một viên đạn bắn vào đầu nó thì bản thân viên đạn cũng sẽ vỡ tan.

Sở dĩ Rupert's Tears có đặc tính "bất thường" như vậy là liên quan đến nội lực của nó, phải bắt đầu từ quá trình hình thành.

Khi một giọt thủy tinh nóng chảy rơi xuống nước, bề mặt bên ngoài của giọt nước sẽ nhanh chóng nguội đi và đông đặc lại tạo thành lớp vỏ sau khi tiếp xúc với nước, tuy nhiên phần thủy tinh bên trong vỏ vẫn ở nhiệt độ cao và vẫn ở dạng lỏng. Khi nhiệt độ của thủy tinh lỏng bên trong giảm dần, thể tích bắt đầu co lại, quá trình co lại sẽ tạo ra một ứng suất nén rất lớn lên bề mặt kính, đồng thời bên trong bị lớp ngoài kéo căng, tạo ra ứng suất kéo.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Chính ứng suất nén được hình thành bởi lớp kính này trên bề mặt đã mang lại cho phần đầu của Rupert's Tears độ bền siêu cao.

Chúng ta biết rằng vỡ kính thực chất là sự giãn nở của các vết nứt, nhưng đối với Rupert's Tears, ngay cả khi các vết nứt vi mô được tạo ra trên bề mặt do ngoại lực, ứng suất nén rất lớn trên bề mặt sẽ ngăn các vết nứt vi mô giãn nở thêm. Về mặt vĩ mô, nó có khả năng chống lại áp lực bên ngoài rất cao và khó bị gãy.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Nhưng còn có một điều đặc biệt thú vị khác về Rupert's Tears, đó là cái đuôi của nó đặc biệt mỏng manh, một khi cái đuôi bị gãy thì toàn bộ Rupert's Tears sẽ tan vỡ ngay lập tức. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do toàn bộ Rupert's Tears có ứng suất bên trong rất lớn, có thể lên tới 7.000 lần áp suất khí quyển. Ứng suất nén trên bề mặt và ứng suất kéo bên trong tạo thành sự cân bằng lực, nhưng một khi sự cân bằng này bị phá vỡ, nó sẽ ngay lập tức mất cân bằng và vỡ tung.

Vì Rupert's Tears có một cái đuôi dài và mảnh nên tốc độ làm mát bên trong và bên ngoài của đuôi trong quá trình hóa rắn là tương tự nhau, do đó tác dụng tăng cường do ứng suất nén tạo ra bị hạn chế nên nó tương đối dễ vỡ. Nếu đuôi bị gãy một khi các vết nứt nông ở đuôi sẽ xuyên sâu vào đầu dọc theo trục, ứng suất trong toàn bộ kết cấu sẽ mất cân bằng, dẫn đến nổ tổng thể.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Nguyên lý của kính cường lực cũng tương tự

Trên thực tế, kính cường lực có hai loại, một loại là tôi luyện vật lý và một là tôi luyện hóa học.

- Ủ vật lý

Nguyên lý vật lý cũng tương tự như nguyên lý hình thành Nước mắt Rupert ở trên, đồng thời nó cũng trải qua quá trình làm nguội nhanh chóng.

Sản xuất thủy tinh thông thường là nấu chảy nguyên liệu thô để tạo thành chất lỏng thủy tinh đồng nhất không có bọt khí, sau khi chất lỏng thủy tinh giảm đến nhiệt độ nhất định, độ nhớt tăng lên và có độ dẻo lớn.Lúc này, thủy tinh có thể được gia công cơ học và cuộn thành một hình dạng tấm phẳng. Vẫn còn một lượng ứng suất nhất định bên trong kính đã nguội, vì vậy kính phải được nung ở nhiệt độ thấp hơn, sau đó làm nguội và ủ để loại bỏ ứng suất bên trong và tạo thành cấu trúc ổn định.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Kính cường lực yêu cầu bước tăng cường ở cuối quá trình trên, quy trình cụ thể là thu được kính thông thường, sau đó hạ thấp và nung đến gần nhiệt độ làm mềm kính khoảng 650°C đến 700°C, sau đó thêm vào cả hai. các mặt kính, đồng thời thổi luồng khí áp suất cao để làm nguội nhanh. Bề mặt của kính co lại và đông đặc nhanh chóng nên kính sẽ tạo thành một lớp bề mặt có ứng suất nén rất lớn, khi đó phần tâm được làm mát sẽ tạo ra ứng suất kéo bên trong cao. Toàn bộ quá trình thay đổi này về cơ bản tương tự như Rupert's Tears, một lớp ứng suất nén dày khoảng 1/6 tấm kính sẽ được hình thành ở cả hai mặt của tấm kính, quá trình trên còn được gọi là quá trình ủ. Kính cường lực cũng có độ bền cao, nguyên lý gia cường cũng giống như Rupert's Tears nên tôi sẽ không đi chi tiết ở đây.

- Ủ hóa chất

Ủ hóa học sử dụng phương pháp hóa học để tăng cường thủy tinh, phương pháp này là ngâm thủy tinh chứa các ion kim loại kiềm vào muối kiềm nóng chảy và đun nóng trong một khoảng thời gian. Trong quá trình ngâm, các ion kim loại kiềm trong thủy tinh đủ gần bề mặt có thể thay thế các ion kim loại kiềm trong muối nóng chảy, khi bán kính của các ion kim loại kiềm trong muối kiềm nóng chảy lớn hơn bán kính của Các ion kim loại kiềm bên trong kính sẽ hình thành lực ép đùn trên bề mặt kính, tạo ra hiệu ứng áp suất, từ đó tạo ra ứng suất nén và làm tăng độ bền của kính.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Nói chung, do chi phí cao của công nghệ ủ, kính cường lực được tăng cường hóa học thường được sử dụng trong các sản phẩm như điện thoại di động, màn hình phẳng, đường sắt tốc độ cao và kính chắn gió máy bay.

Tính chất độc đáo của kính cường lực

Như đã đề cập trước đó, bề mặt kính cường lực có ứng suất nén mạnh nên có hiệu suất hoạt động mạnh hơn kính thông thường về mọi mặt. Chủ yếu phản ánh ở những điểm sau.

1. Kính cường lực có độ bền cao, chịu va đập tốt, có khả năng chống uốn cong.Nói chung, độ bền của kính cường lực chất lượng cao có thể gấp 4-5 lần so với kính thông thường.

2.Kính cường lực có độ ổn định nhiệt tốt và có thể Nó có thể chịu được sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn mà không bị hư hại, và có khả năng làm mát và sưởi ấm nhanh chóng, nó có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ hơn 200 độ, có tác dụng rõ ràng trong việc ngăn ngừa vụ nổ nhiệt; kính được cân bằng, nhưng một khi sự cân bằng này

nếu kính cường lực bị vỡ, các hạt nhỏ có góc tù sẽ nhanh chóng xuất hiện sau khi vỡ, giảm thiểu thiệt hại cho cơ thể con người.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Tuy nhiên, kính cường lực có hiện tượng tự nổ, nếu không có lực cơ học bên ngoài, kính cường lực có thể tự vỡ, theo kinh nghiệm trong ngành, tốc độ tự nổ của kính cường lực thông thường là khoảng 1 ~ 3‰.

Theo nghiên cứu, một trong những nguyên nhân quan trọng khiến kính cường lực tự phát nổ là do các hạt tạp chất niken sunfua có trong kính trải qua quá trình biến đổi pha do chênh lệch nhiệt độ.NiS nói chung là tinh thể và có xu hướng nhiệt động chuyển đổi từ pha α sang β. pha ở nhiệt độ phòng, kèm theo sự giãn nở thể tích từ 2% đến 3%, sự thay đổi này có thể khiến kính cường lực phát nổ.

Vì kính cường lực sẽ ngay lập tức vỡ thành vô số mảnh nhỏ sau khi vỡ, vì lý do an toàn, nhiều loại kính cường lực sẽ có một lớp xen kẽ PVB kẹp giữa kính, loại phim này có độ dẻo dai cao và kính cường lực tuân thủ loại phim này. , không chỉ có thể nâng cao hơn nữa độ bền của toàn bộ mảnh kính, đồng thời có thể hấp thụ một lượng lớn năng lượng va chạm và nhanh chóng làm suy giảm khi kính bị ngoại lực làm vỡ, đồng thời có thể duy trì hình dạng tổng thể của kính. và ngăn chặn cơ thể con người bị thương bởi các mảnh vỡ.

Kính cường lực, tôi luyện kính cường lực

Lê Dương (Theo Thương Hiệu và Pháp Luật)

Nguồn: https://thuonghieuvaphapluat.vn/kinh-cuong-luc.. Nguồn: https://thuonghieuvaphapluat.vn/kinh-cuong-luc-duoc-toi-luyen-nhu-the-nao-vz72644.html

Tin được quan tâm

Từ ngày 1/6, người dân có Căn cước công dân gắn chip cần biết thay đổi mới này

Việc ứng dụng Căn cước công dân gắn chip vào hoạt động này không chỉ giúp tối ưu quy trình kiểm soát mà còn mở...
Kiến thức 3 ngày, 5 giờ trước

10 nghề ở Việt Nam có thể bị AI 'xóa sổ' vĩnh viễn trong 5 năm tới, ngành đầu tiên gây bất ngờ rất nhiều người đăng ký thi năm nay

Sự phát triển vượt bậc của Al làm tăng nguy cơ người làm ở các ngành nghề sau rơi vào cảnh thất nghiệp, khó kiếm...
Kiến thức 2 ngày, 4 giờ trước

Người lao động được tăng gấp đôi lương cơ bản từ 1/7/2025 đúng không?

Có tăng gấp đôi lương cơ bản từ 1/7/2025 hay không là vấn đề được nhiều người quan tâm và thắc mắc.
Tin trong ngày 3 ngày, 22 giờ trước

Theo quy định, xe ô tô dừng đỗ, quay đầu tại phần đường này có thể bị phạt tới 22 triệu đồng và trừ 10 điểm giấy phép lái xe, các tài xế cần lưu ý

Nghị định 168/2024/NĐ-CP đã quy định rõ mức xử phạt với hành vi dừng đỗ và quay đầu xe ô tô không đúng nơi quy...
Kiến thức 3 ngày, 6 giờ trước

Vào tháng 5 âm lịch, 'Sao Phi Liêm' đi vào vận mệnh của 4 con giáp và họ bị cuốn vào những cơn bão tình cảm

Sau tháng 5 âm lịch, những người sinh năm Dậu, Mùi, Hợi và Thìn sẽ chịu ảnh hưởng của sao Phi Liêm và sẽ rơi...
Đời sống số 3 ngày, 6 giờ trước

Những con giáp nào may mắn vào thứ tư, 28 tháng 5, tức ngày mùng 2 tháng 5 âm lịch?

Ngày 28 tháng 5, thứ tư, là ngày thứ hai của tháng năm âm lịch. Các con giáp nào may mắn?
Đời sống số 3 ngày, 24 giờ trước

Tin cùng mục

Những ai đang có ý định đặt tour du lịch dịp hè, hãy chú ý điều này, để tránh 'tiền mất tật mang'

Mùa hè là thời điểm vàng để các gia đình tận hưởng những chuyến du lịch đáng nhớ, nhưng cũng là mùa của những kẻ...
Tin trong ngày 18 giờ, 2 phút trước

Địa phương sở hữu khu kinh tế lâu đời nhất Việt Nam sắp có khu đô thị gần 10.000 tỷ đồng

Dự án khu đô thị mới này có thời hạn hoạt động 50 năm với tiến độ thực hiện trong vòng 8 năm kể từ...
Tin trong ngày 18 giờ, 13 phút trước

Cách thủ đô Hà Nội 50km, đây là công viên nước đầu tiên tại Việt Nam được vận hành cả ban ngày lẫn ban đêm

Với công suất thiết kế trung bình 6.500 lượt khách/ngày, đây là công viên nước đầu tiên tại Việt Nam hoạt động cả ban ngày...
Kiến thức 19 giờ, 57 phút trước

Những con giáp nào cần thận trọng vào thứ sáu ngày 30/5, tức ngày 4 tháng 5 âm lịch?

Văn hóa truyền thống sử dụng sự kết hợp giữa thân trời và cành đất để tượng trưng cho bốn thời điểm trong năm, tháng,...
Đời sống số 22 giờ, 39 phút trước

Trắc nghiệm tâm lý: Chọn một bức tranh dựa trên trực giác của bạn để kiểm tra xem bạn có thể kiếm được nhiều tiền hay ít tiền trong cuộc sống hay không?

Bạn hãy chọn một trong các hình dưới đây dựa trên trực giác đầu tiên của bạn – không cần suy nghĩ quá lâu. Sau...
Đời sống số 22 giờ, 58 phút trước

'Mùa khoe con': Phụ huynh đua nhau tung hô thành tích của con, chuyên gia nói gì?

Mùa hè đến, mạng xã hội lại rộn ràng với những bảng điểm 9, 10, dòng trạng thái đầy tự hào về thành tích học...
Tin trong ngày 23 giờ, 35 phút trước

Tin mới cập nhật

Sao Việt 30/5: Diễn viên Hòa Hiệp bất ngờ thông báo cưới vợ trẻ ở tuổi 43; Nữ ca sĩ Việt được chụp ảnh với Tổng thống Pháp là ai?

Tin sao Việt 30/5/2025: Diễn viên Hòa Hiệp thông báo đã lấy vợ, có con trai gần 1 tuổi. Anh hiện nỗ lực kiếm tiền,...
Chuyện làng sao 31 phút trước

5 loại lá quen thuộc giúp giải độc, tốt cho hệ hô hấp

Những ngày hè nắng nóng oi bức không chỉ khiến cơ thể mệt mỏi, khó chịu mà còn dễ tích tụ nhiệt độc, ảnh hưởng...
Chăm sóc sức khỏe 34 phút trước

Vẻ đẹp của mùa hè nằm ở sự tự do trong cách ăn mặc mà mọi người đều có

Ngay cả trong cách ăn mặc cũng thoải mái, tự tại mới là điều tuyệt vời nhất của mùa hè. Hãy cùng tham khảo những...
Thời trang + 39 phút trước

Cán bộ, công chức cấp xã phải nghỉ thôi việc được hưởng trợ cấp thôi việc như thế nào?

Theo Nghị định 178 được sửa đổi bổ sung quy định rõ chính sách nghỉ thôi việc đối với cán bộ, công chức và người...
Tin trong ngày 39 phút trước

AI xóa sổ 50% nhân viên văn phòng: Gen Z phải 'bơi ngược dòng' khi bị sa thải, khởi nghiệp hay đi làm lao động tay chân?

Dự báo của CEO Dario Amodei từ Anthropic, về việc AI có thể "xóa sổ" tới 50% công việc văn phòng cấp thấp trong vòng...
Doanh nghiệp 39 phút trước

'Mẹ ơi, chúng ta có bao nhiêu tiền?' 3 câu trả lời khác nhau quyết định 3 cuộc sống khác nhau của con bạn

Thực tế cho thấy, khi trẻ em hỏi về tiền bạc là chúng bắt đầu có nhận thức về tiền. Vì vậy, cha mẹ nào...
Chăm con 40 phút trước

Hơn 40 trường công bố điểm sàn thi đánh giá năng lực, tư duy 2025

Dựa trên kết quả các kỳ thi đánh giá năng lực và tư duy năm 2025, đã có ít nhất 41 trường đại học trên...
Tin trong ngày 1 giờ, 15 phút trước

Công chức, viên chức nhận lương tăng thêm tới 9 triệu đồng/tháng nhờ chính sách mới

Khi áp quy định mới cho phép các viên chức và công chức ở Hà Nội nhận được mức thu nhập tăng thêm lên tới...
Kiến thức 1 giờ, 15 phút trước

Công an cảnh báo: Tại sao shipper lừa đảo biết rõ thông tin đơn hàng để yêu cầu chuyển tiền cọc?

Thời gian vừa qua, Công an TP Hà Nội đã tiếp nhận, giải quyết một số vụ việc các đối tượng giả mạo shipper gọi...
Làm sao 1 giờ, 15 phút trước

'Thần đồng' Toán học lập cú đúp, 2 năm liên tiếp đạt điểm tuyệt đối 42/42 tại Olympic

Trong kỳ thi Olympic Toán Quốc tế (IMO) 2023, "thần đồng này" đã đạt điểm tuyệt đối 42/42. Ít ai ngờ, trước đó, trong kỳ...
Đời sống trẻ 1 giờ, 16 phút trước