Одиночный чемпион: «самый крутой» в разных измерениях
Высочайшая ударопрочность и взрывобезопасность-: композитное пуленепробиваемое стекло.
Структура: много-закаленное стекло + лист поликарбоната (ПК) + высокопрочный промежуточный слой из смолы (например, SGP, PVB).
Принцип
Слой закаленного стекла разрушается, поглощая первоначальную энергию удара.
Слой поликарбоната (эластичный материал) деформируется и блокирует проникновение, обладая чрезвычайно высокой прочностью (в 250 раз выше, чем у стекла).
Слой смолы скрепляет фрагменты, предотвращая вторичное повреждение.
Характеристики: он может выдерживать непрерывную стрельбу патронами АК-47 (7,62 мм) и ударные волны взрыва.
Область применения: банковские хранилища, бронетехника, посольства, лаборатории высокого-напряжения.
Самая высокая поверхностная твердость: микрокристаллическое стекло.
Состав: диоксид кремния + оксид алюминия + зародышеобразователь (например, TiO₂), образующиеся в наноразмерные кристаллы посредством высоко-кристаллизации.
Твердость: Твердость по шкале Мооса достигает 6,5–7 (близка к сапфиру), а устойчивость к царапинам намного превосходит твердость обычного стекла (твердость 5,5).
Репрезентативные продукты: Corning Gorilla Glass (серия Victus), Schott Xensation®.
Применение: высококачественные-экраны мобильных телефонов, иллюминаторы космических кораблей.
Самая высокая прочность на изгиб: химически упрочненное стекло.
Процесс: погрузите стекло, содержащее щелочные металлы (например, алюмосиликаты), в расплавленную калиевую соль, и за счет ионного обмена на поверхности образуется слой напряжения сверх-высокого-давления.
Прочность: прочность на изгиб может достигать более 800 МПа (в то время как обычное стекло составляет всего 30 МПа, а закаленное стекло — около 150 МПа).
Преимущества: отсутствует риск само-взрыва, толщина может достигать 0,1 мм (например, ультра-тонкое гибкое стекло UTG).
Применение: мобильные телефоны со складным экраном, пуленепробиваемые маски для лица, чехлы для прецизионных инструментов.
Самая сильная термостойкость: кварцевое стекло.
Состав: Диоксид кремния (SiO₂) чистотой более 99,9%.
Производительность
Температура размягчения достигает 1730 градусов (обычное стекло размягчается при 600 градусах).
Коэффициент теплового расширения близок к нулю, и он не растрескается при резких перепадах температур.
Он имеет превосходные характеристики передачи ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
Применение: термостойкие-окна для космических кораблей, машины для полупроводниковой литографии, высоко-реакционные сосуды.
Комплексный King: лучший выбор для экстремальных условий
Композитное микрокристаллическое стекло (например, Firelite®, Neoparies®)
Структура: микрокристаллическое стекло + высокопрочная металлическая сетка/армирующий слой из углеродного волокна.
Производительность
Прочность на сжатие > 1000 МПа (за пределами железобетона)
Огнестойкость > 3 часов (не плавится при температуре 1000 градусов);
Устойчив к граду/урагану (прошел испытание на ураган ASTM E1996).
Применение: диспетчерские атомных электростанций, взрывозащищенные окна на нефтяных платформах, военные убежища.
Стекло, армированное графеном-(Лабораторный этап)
Технология: интегрируйте графен в стеклянную подложку, чтобы сформировать трехмерную сетевую опору.
Производительность (теория)
Сила увеличена более чем в 5 раз;
Оптимизация электро- и теплопроводности
100% устойчивость к ультрафиолету.
Проблемы: высокие затраты на массовое производство и неразвитая технология.
Ежедневный выбор с высокой-силой:Ламинированное стекло(фильм SGP)
Если достигается баланс между безопасностью и прочностью (в не-экстремальных сценариях):
Состав: Закаленное стекло + ионная промежуточная пленка SGP (DuPont SentryGlas®)
Производительность
Прочность на разрыв в пять раз выше, чем у ПВБ.
Он имеет небольшую деформацию при изгибе после удара, и его нелегко отсоединить от рамы.
Соответствует стандарту США по взрывобезопасности-ураганному взрыву ASTM E1300.
Применимо к навесным стенам небоскребов,-устойчивым к тайфунам жилым домам и потолкам торговых центров.
Ключевой вывод:
Есть явные победители в отдельных экстремальных характеристиках (например, в ударопрочности пуленепробиваемого стекла и в-термостойкости кварцевого стекла).
Король комплексных характеристик принадлежит композитному микрокристаллическому стеклу (прочность + огнестойкость + взрывостойкость), но стоимость его чрезвычайно высока.
Многослойное стекло SGP — лучший выбор из-за высокой экономичности в гражданском использовании, сочетающего в себе прочность и безопасность.
