กระจกประเภทที่แข็งแกร่งที่สุดคืออะไร?

แชมป์เดี่ยว: "แกร่งที่สุด" ในมิติที่แตกต่าง

ประสิทธิภาพการต้านทานแรงกระแทก/การระเบิดสูงสุด-: กระจกกันกระสุนแบบคอมโพสิต

โครงสร้าง: กระจกนิรภัยหลายชั้น- + แผ่นโพลีคาร์บอเนต (PC) + ชั้นเรซินที่มีความแข็งแรงสูง- (เช่น SGP, PVB)

หลักการ

ชั้นกระจกนิรภัยจะแตกสลายเพื่อดูดซับพลังงานกระแทกเริ่มต้น

ชั้นโพลีคาร์บอเนต (วัสดุอีลาสโตพลาสติก) เปลี่ยนรูปและป้องกันการทะลุผ่าน ด้วยความเหนียวที่แข็งแกร่งมาก (250 เท่าของแก้ว)

ชั้นเรซินจะยึดติดชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อป้องกันความเสียหายรอง

ประสิทธิภาพ: สามารถทนต่อการยิงกระสุนปืนไรเฟิล AK-47 (7.62 มม.) อย่างต่อเนื่องและคลื่นกระแทกจากการระเบิด

การใช้งาน: ห้องนิรภัยของธนาคาร รถหุ้มเกราะ สถานทูต -ห้องปฏิบัติการไฟฟ้าแรงสูง

ความแข็งพื้นผิวสูงสุด: กระจกไมโครคริสตัลไลน์

ส่วนประกอบ: ซิลิคอนไดออกไซด์ + อะลูมิเนียมออกไซด์ + สารสร้างนิวเคลียส (เช่น TiO₂) ก่อตัวเป็นผลึกระดับนาโนผ่านการตกผลึกที่อุณหภูมิสูง-

ความแข็ง: ความแข็ง Mohs อยู่ที่ 6.5 ถึง 7 (ใกล้เคียงกับแซฟไฟร์) และความต้านทานการขีดข่วนนั้นสูงกว่ากระจกธรรมดามาก (ความแข็ง 5.5)

ผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทน: กระจก Corning Gorilla Glass (ซีรีส์ Victus), Schott Xensation®

การใช้งาน: หน้าจอโทรศัพท์มือถือระดับไฮเอนด์- ช่องหน้าต่างยานอวกาศ

แรงดัดงอสูงสุด: กระจกเสริมความแข็งแรงด้วยสารเคมี

กระบวนการ: จุ่มแก้วที่ประกอบด้วยโลหะอัลคาไล (เช่น อลูมิโนซิลิเกต) ในเกลือโพแทสเซียมหลอมเหลว และโดยการแลกเปลี่ยนไอออน จะทำให้เกิดชั้นความเค้นแรงดันสูง-สูง-บนพื้นผิว

ความแข็งแรง: ความแข็งแรงดัดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 800MPa (ในขณะที่กระจกธรรมดามีเพียง 30MPa และกระจกนิรภัยประมาณ 150MPa)

ข้อดี: ไม่มีความเสี่ยงต่อการระเบิดในตัว- และสามารถบางได้ถึง 0.1 มม. (เช่น กระจกยืดหยุ่น-บางพิเศษ UTG)

การใช้งาน: โทรศัพท์มือถือหน้าจอพับได้, หน้ากากกันกระสุน, ฝาครอบเครื่องดนตรีที่มีความแม่นยำ

ทนความร้อนสูงสุด: แก้วควอตซ์

ส่วนประกอบ: ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) ที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.9%

ผลงาน

จุดอ่อนตัวสูงถึง 1730 องศา (กระจกธรรมดานิ่มที่ 600 องศา)

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนอยู่ใกล้กับศูนย์ และจะไม่แตกร้าวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน

มีประสิทธิภาพในการส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลต/อินฟราเรดที่ยอดเยี่ยม

การประยุกต์ใช้: หน้าต่างทนความร้อน-สำหรับยานอวกาศ เครื่องพิมพ์หินเซมิคอนดักเตอร์ ถังปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง-

Comprehensive King: ตัวเลือกอันดับต้นๆ ในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว

กระจกไมโครคริสตัลไลน์คอมโพสิต (เช่น Firelite®, Neoparies®)

โครงสร้าง: แก้วคริสตัลไลน์ขนาดเล็ก + ตาข่ายโลหะที่มีความแข็งแรงสูง-/ชั้นเสริมคาร์บอนไฟเบอร์

ผลงาน

กำลังรับแรงอัด > 1000MPa (เกินคอนกรีตเสริมเหล็ก)

ทนไฟ > 3 ชั่วโมง (ไม่ละลายผ่านเปลวไฟ 1,000 องศา)

ทนทานต่อแรงกระแทกจากลูกเห็บ/พายุ (ผ่านการทดสอบพายุเฮอริเคน ASTM E1996)

การใช้งาน: ห้องควบคุมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์, หน้าต่างกันระเบิด-บนแท่นขุดเจาะน้ำมัน, ที่พักพิงของทหาร

กราฟีน-กระจกเสริมแรง (ขั้นตอนห้องปฏิบัติการ

เทคโนโลยี: รวมกราฟีนเข้ากับซับสเตรตแก้วเพื่อสร้างการรองรับเครือข่ายสามมิติ-

การแสดง (ทฤษฎี)

ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นมากกว่า 5 เท่า

การเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าและความร้อน

ทนต่อรังสียูวี 100%

ความท้าทาย: ต้นทุนการผลิตจำนวนมากและเทคโนโลยีที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ

ตัวเลือกความแรงสูง-รายวัน:กระจกลามิเนต(ฟิล์มเอสจีพี)

หากมีการรักษาสมดุลระหว่างความปลอดภัยและความแข็งแกร่ง (ในสถานการณ์ที่ไม่-รุนแรงมาก) :

โครงสร้าง: กระจกนิรภัย + อินเตอร์ฟิล์มไอออนิก SGP (DuPont SentryGlas®)

ผลงาน

ความต้านทานการฉีกขาดเป็นห้าเท่าของ PVB

มีการเสียรูปโค้งงอเล็กน้อยหลังจากถูกกระแทก และไม่ง่ายที่จะถอดออกจากเฟรม

ผ่านมาตรฐานการป้องกันการระเบิดของพายุเฮอริเคน ASTM E1300- ของสหรัฐอเมริกา

ใช้ได้กับ: ผนังม่านของตึกระฟ้า ที่อยู่อาศัยที่ต้านทานพายุไต้ฝุ่น- และเพดานของห้างสรรพสินค้า

บทสรุปที่สำคัญ:

มีผู้ชนะที่ชัดเจนในด้านประสิทธิภาพขั้นสูงสุดของแต่ละบุคคล (เช่น การต้านทานแรงกระแทกของกระจกกันกระสุนและการต้านทานอุณหภูมิสูง-ของแก้วควอตซ์)

ราชาแห่งประสิทธิภาพที่ครอบคลุมนั้นเป็นของกระจกไมโครคริสตัลไลน์คอมโพสิต (ความแข็งแกร่ง + ทนไฟ + ต้านทานการระเบิด) แต่ราคาของมันสูงมาก

กระจกลามิเนต SGP เป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่สูงในการใช้งานพลเรือน โดยมีความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความปลอดภัย