البطل الفردي: "الأقوى" في أبعاد مختلفة
أقوى أداء مقاوم للصدمات/الانفجار-: زجاج مركب مضاد للرصاص
الهيكل: زجاج مقسى متعدد الطبقات- + لوح بولي كربونات (PC) + طبقة داخلية من الراتنج عالية القوة - (مثل SGP، PVB)
مبدأ
تتكسر طبقة الزجاج المقسى لامتصاص طاقة التأثير الأولية.
تشوه طبقة البولي كربونات (مادة بلاستيكية مرنة) وتمنع الاختراق، مع صلابة قوية للغاية (250 مرة أكثر من الزجاج).
تعمل طبقة الراتنج على ربط الأجزاء لمنع حدوث أضرار ثانوية.
الأداء: يمكن أن يتحمل إطلاق النار المستمر من طلقات بندقية AK-47 (7.62 ملم) وموجات الصدمة الانفجارية.
التطبيقات: خزائن البنوك، والمركبات المدرعة، والسفارات، ومختبرات الجهد العالي-.
أعلى صلابة للسطح: زجاج دقيق البلورات
التركيب: ثاني أكسيد السيليكون + أكسيد الألومنيوم + عامل نووي (مثل TiO₂)، يتم تشكيله في بلورات نانوية من خلال التبلور بدرجة حرارة عالية-.
الصلابة: تصل صلابة موس إلى 6.5 إلى 7 (بالقرب من الياقوت)، ومقاومته للخدش تتجاوز بكثير مقاومة الزجاج العادي (صلابة 5.5).
المنتجات التمثيلية: زجاج Corning Gorilla (سلسلة Victus)، وSchott Xensation®.
التطبيق: شاشات الهواتف المحمولة-المتطورة، وفتحات المركبات الفضائية.
أقوى قوة الانحناء: الزجاج المقوى كيميائيا
العملية: يتم غمر الزجاج الذي يحتوي على معادن قلوية (مثل سيليكات الألومنيوم) في ملح البوتاسيوم المنصهر، ومن خلال التبادل الأيوني، يتم تشكيل طبقة إجهاد ذات ضغط عالي-عالي- على السطح.
القوة: يمكن أن تصل قوة الانثناء إلى أكثر من 800 ميجا باسكال (في حين أن الزجاج العادي يبلغ 30 ميجا باسكال فقط والزجاج المقسى حوالي 150 ميجا باسكال).
المزايا: لا يوجد خطر للانفجار الذاتي-، ويمكن أن يصل سمكه إلى 0.1 مم (مثل الزجاج المرن فائق النحافة-UTG).
التطبيق: الهواتف المحمولة ذات الشاشات القابلة للطي، وأقنعة الوجه المضادة للرصاص، وأغطية الأدوات الدقيقة.
أقوى مقاومة للحرارة: زجاج الكوارتز
التركيب: ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) بدرجة نقاء تزيد عن 99.9%.
أداء
تصل نقطة التليين إلى 1730 درجة (ينعم الزجاج العادي عند 600 درجة).
معامل التمدد الحراري قريب من الصفر، ولن يتشقق عند تعرضه لتغيرات مفاجئة في درجات الحرارة.
لديها أداء ممتاز في نقل الأشعة فوق البنفسجية/الأشعة تحت الحمراء.
التطبيق: النوافذ المقاومة للحرارة-للمركبات الفضائية، وآلات الطباعة الحجرية لأشباه الموصلات، وأوعية التفاعل ذات درجات الحرارة العالية-.
الملك الشامل: الخيار الأفضل في البيئات القاسية
الزجاج البلوري المركب (مثل Firelite® وNeoparies®)
الهيكل: زجاج دقيق البلورات + شبكة معدنية عالية القوة-/طبقة تقوية من ألياف الكربون
أداء
قوة الضغط > 1000MPa (تتجاوز الخرسانة المسلحة)
مقاومة الحريق > 3 ساعات (لا تذوب خلال لهب 1000 درجة)؛
مقاومة لتأثيرات البرد/العواصف (اجتازت اختبار الإعصار ASTM E1996).
التطبيق: غرف التحكم في محطات الطاقة النووية، والنوافذ المقاومة للانفجارات على منصات النفط، والملاجئ العسكرية.
الجرافين-الزجاج المقوى (مرحلة المختبر
التكنولوجيا: دمج الجرافين في الركيزة الزجاجية لتكوين دعامة شبكة ثلاثية الأبعاد.
الأداء (نظرية)
زادت القوة بأكثر من 5 مرات؛
تحسين التوصيل الكهربائي والحراري
مقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%.
التحديات: ارتفاع تكاليف الإنتاج الضخم والتكنولوجيا غير الناضجة.
اختيار القوة العالية-اليومية:الزجاج الرقائقي(فيلم إس جي بي)
إذا تم السعي لتحقيق التوازن بين السلامة والقوة (في السيناريوهات غير -المتطرفة):
الهيكل: زجاج مقسى + طبقة داخلية أيونية SGP (DuPont SentryGlas®)
أداء
قوة مقاومة التمزق هي خمسة أضعاف قوة PVB.
إنه ذو تشوه انحناء صغير بعد تعرضه للصدمات وليس من السهل فصله عن الإطار.
اجتاز معيار ASTM E1300 ضد انفجارات الأعاصير-في الولايات المتحدة.
ينطبق ذلك على: الجدران الساترة لناطحات السحاب، والمساكن المقاومة للأعاصير-، وأسقف مراكز التسوق.
الاستنتاج الرئيسي:
هناك فائزون واضحون في الأداء الفردي الفائق (مثل مقاومة تأثير الزجاج المضاد للرصاص-والمقاومة العالية لدرجات الحرارة لزجاج الكوارتز).
ينتمي ملك الأداء الشامل إلى الزجاج البلوري المركب (القوة + مقاومة الحريق + مقاومة الانفجار)، ولكن تكلفته مرتفعة للغاية.
يعتبر الزجاج الرقائقي SGP هو الخيار الأفضل لأداء التكلفة العالية في الاستخدام المدني، وتحقيق التوازن بين القوة والسلامة.
