Spannungsverteilung und spontane Bruchkontrolle von gehärtetem Glas

Die Spannung in gehärtetem Glas folgt einer parabolischen Verteilung entlang seiner Dicke: Die maximale Druckspannung tritt an der Oberfläche auf; die maximale Zugspannung tritt im zentralen Bereich auf; und die Nullspannungsoberfläche liegt etwa ein -Drittel der Dicke von der Oberfläche entfernt. Typischerweise besteht ein festes Verhältnis zwischen Oberflächendruckspannung (ca. 100 MPa) und innerer Zugspannung (32–46 MPa). Wenn die durch Nickelsulfidausdehnung oder Oberflächenbeschädigung erzeugte zusätzliche Spannung etwa 30 MPa erreicht, kann dies möglicherweise zum Bruch führen. Internationale Standards wie ASTM C1048 und EN12150 sowie der chinesische Standard GB 15763.2-2005 legen alle niedrigere Grenzwerte für die Oberflächendruckspannung von gehärtetem Glas fest, um Sicherheit und das Risiko eines spontanen Bruchs auszugleichen.

 

Der Heat Soak Test (HST) ist eine der effektivsten technischen Methoden zur Kontrolle des Risikos eines spontanen Bruchs.

 

Das Prinzip besteht darin, das gehärtete Glas auf 290 Grad ± 10 Grad zu erhitzen und für einen bestimmten Zeitraum zu halten, wodurch potenzielle Nickelsulfideinschlüsse vorzeitig eine Phasenumwandlung durchlaufen. Dies ermöglicht, dass potenziell spontan zerbrechliches Glas bereits im Fabrikstadium bricht, anstatt während des technischen Einsatzes eine Gefahr darzustellen.