Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 13 november 1948 - Glasets hållfasthet, av Elmar Umblia
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 november 1948
741
ser, där de kemiska krafternas roll vid glasets
brott är synnerligen stor, dvs. vid varaktig statisk
belastning. Preston, Smekal, Weyl m.fl har visat,
att under dylika betingelser glasets
sammansättning påtagligt bestämmer glasets hållfasthet,
genom att den påverkar glasets kemiska resistens.
Inverkan av ytbehandling
Ehuru vttillståndets avgörande betydelse för
glasets hållfasthet relativt sent har fått en
vetenskaplig förklaring känner dock hyttpraktiken
sedan gammalt en bel del ytbehandlingsmetoder,
vilka medför en ökning av glasets hållfasthet.
Bland dessa må i första hand nämnas eld
polering en, varmed avses utslätandet av en
oregelbunden glasyta genom upphettning vid öppen
låga. Därvid stiger temperaturen hos glasytan till
inemot glasets mjukningspunkt och ytsprickorna
läkes genom plastisk "flytning" och
ytspänningens inverkan; samtidigt växer den kemiska
motståndsförmågan hos den genom utskiljning av
alkalier anrikade glasytan avsevärt, till följd av
att ytalkali neutraliseras av eldgasernas sura
beståndsdelar13. Vid efterföljande hastig avsvalning
sättes glasytan vanligen under tryckspänningen.
En mera vanlig process är kylning av- glas, dvs.
glasets avspänning genom på visst sätt reglerad
värmebehandling i kylröret (Tekn. T. 1946
s. 763). Förutom att värmespänningar elimineras
därvid eller utjämnas, kan principiellt samma
processer som vid eldpoleringen äga rum på
glasytan, så att glasets ytskikt får avsevärt
förbättrade egenskaper.
Den mest påfallande ökningen av hållfastheten
nås dock genom glasets härdning. Med den
termiska härdningen avses en värmebehandling av
glaset, bestående av uppvärmning till i närheten
av glasets mjukningspunkt och efterföljande
hastig avkylning, så att tryckspänningar uppstår
i närheten av glasets yta och dragspänningar i
dess inre, varigenom glasets mekaniska
hållfasthet ökas, vanligen 2—3 gånger, i bästa fall 3—5
gånger. Verkan beror på att för övervinnandet av
de i glasets ytskikt alstrade tryckspänningarna
en icke obetydlig tillsatsbelastning måste
appliceras; vidare minskas effekten av ytsprickorna, då
de icke kan genomtränga den tryckspända zonen,
samtidigt som förloppet av de kemiska
reaktionerna mellan glaset och omgivningen försvåras.
Härdningen resulterar således i en ökning av
hållfastheten, trots att härdat glas har en mera labil
struktur än vanligt glas.
Enligt en teoretisk kalkyl av Littleton och
Preston" kan glasets hållfasthet höjas högst 3-—4
gånger genom härdningen, men det föreligger
dock goda skäl att tro, att en avsevärt högre
hållfasthet kan uppnås, då de vid sin kalkyl icke har
tagit hänsyn till inverkan av kemiska faktorer
vid glasets brott, vilken är betydligt svagare hos
härdat glas. Botvinkin14 liar t.ex. hos det härdade
sekuritglaset funnit tryckspänningar av
storleksordningen 30 kp/mm2. Mycket viktigare än de
alstrade tryckspänningarnas absoluta storlek är dock
deras fördelning i glaset, då utjämningen av
alltför stora eller alltför djupgående tryckspänningar
ställer alltför stora anspråk på den inre
draghållfastheten, så att ett överhärdat glas oftast är
svagare än ett ohärdat sådant. Överhuvudtaget
har föremål med relativt hög liärdningsgrad
olägenheten att de i fall de råkar spricka
söndersmulas på ett explosionsartat sätt. Den bästa
fördelningen av tryckspänningar är den, vid vilken
hållfasthetens gränsvärde i glasets inre som yttre
delar uppnås samtidigt. Med tanke på de
betingelser, under vilka den termiska härdningsprocessen
utspelas samt i hur hög grad resultatet är
beroende av glaskroppens dimensioner och form,
torde det vara begripligt, att den termiska
härdningen också har sina nackdelar. I praktiken
nöjer man sig oftast med en något lägre
liärdningsgrad än den, som förorsakar explosiv
splittring vid brott15.
De kemiska härdningsmetoderna skulle
emellertid bättre lämpa sig för en efter önskan reglerad
fördelning av tryckspänningar. Med den kemiska
härdningen avses avalkalisering av glasytan,
företrädesvis genom basutbyte eller behandling
med metakaolin2. Enär avalkaliseringsprocessen
medför minskad värmeutvidgningskoefficient hos
glasets ytskikt, till följd varav tryckspänningar
uppstår, blir resultatet en viss ökning av glasets
hållfasthet, bl.a. på grund av att glasytans
kemiska resistens samtidigt ökas. Enligt Weyls
åsikt borde det vara möjligt att alstra en viss
yt-kompression hos glaset genom utbyte av mindre
joner, t.ex. Na-joner, mot större, t.ex. K- eller
TI-joner, eller införande av belt nya
beståndsdelar i glasets ytskikt.
Att ett flussyrebad kan öka glasets hållfasthet
har redan i det föregående omnämnts. Det är
också känt, att hållfastheten hos t.ex.
innermatta-de glödlampskolvar sjunker till följd av att vid
mattningen skarpa kanter och skåror bildas på
den inre glasytan. Spencer och Ott16 upptäckte
emellertid, att kolvarnas hållfasthet kan
återställas genom ett nytt flussyrebad, varigenom
skarpa rännor avrundas och krökningsradierna
hos de farliga sprickornas toppar ökas. Man kan
icke heller bortse från den gynnsamma verkan,
som en syrabehandling har pä glasytans kemiska
motståndskraft.
1 den mån som glasets hållfasthet under deu
statiska belastningen är beroende av
omgivningens kemiska inverkan, borde den kunna ökas
genom att glasytan belägges med en inert,
vattentät och sprickfri lack. Detta förfarande användes
för övrigt i mindre skala till konservering av
"sjuka" antika glas17.
Glas med tryckspänningar av samma slag som
hos härdat glas tillverkades på sin tid i Jena
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
