Magİstratura mərkəz

Möhkəmlik – şüşə material və məmulatlarının ən vacib mexaniki xassəsidir. Bu xassədən asılı olaraq şüşə material və məmulatlarının mexaniki təsir altında istifadə imkanları müəyyən edilir. Şüşə materiallarının dartılma zamanı, sıxılma zamanı, əyil­mə zamanı və s. möhkəmlik həddi göstəriciləri fərqləndirilir. Müxtəlif növ yüklərin təsirinə qarşı şüşə materiallarının cavab reaksiyası fərqlidir, belə ki bir material kimi şüşə sıxılmaya qarşı yaxşı, dartılma və əyilməyə qarşı isə pis müqavimət göstərir.

Sıxılma zamanı şüşənin dağılmasına səbəb olan gərginliyin qiyməti 50-200MPa intervalında dəyişir, hansı ki, bu da şüşənin dartılması zamanı yaranan möhkəmlik həddidndən 15-20 dəfə yüksəkdir. Sıxılma zamanı möhkəmlik şüşənin tərkibinə alüminium, manqan, silisium oksidləri daxil edən zaman yüksəlir, qələvi oksidləri təkibə əlavə etdikdə isə azalır.

Şüşənin dartılması zamanı davam gətirdiyi dağıdıcı gərginlik 3,5-9MPa hüdu­dunda dəyişir və bu göstərici şüşənin kimyəvi tərkibindən, səthinin hansı vəziyyətdə olmasından və sınaq nümunəsinin diametrindən asılıdır. Şüşə materialının və ya məmulatının səthində çox xırda cızıq və çatların olması, onun dartılma zamanı möh­kəmliyini kəskin şəkildə azaldır. Şüşə saplaının dartılma möhkəmliyi onların diamet­rinin azalması ilə əhəmiyyətli dərəcədə artır (xüsusilə 8 mkm-dən az olduqda). Belə­liklə şüşə saplarının diametri 0,1-dən 0,03 mkm-ə qədər azaldıqda dağılma gərginliyi 5-10 mkm-ə qədər artır.

Dartılma möhkəmliyi şüşənin tərkibində CaO,BaO, PbO və Al₂O₃oksidləri olduqda yüksəlir. Şüşənin tərkibində bor oksidinin miqdarı 15%-ə qədər olduqda möhkəmlik artır, 15%-dən yuxarı olduqda isə kəskin şəkildə azalır.

Şüşənin möhkəmliyini bərkidilmə, cilalama, aşılama, ion dəyişmə və s.kimi termiki emal üsulları ilə də yüksəltmək olar. Bərkidilmiş şüşələrin möhkəmliyi tavlandırılmış şüşələrin möhkəmliyindən 3-4 dəfə yüksək olur. Belə ki, bərkidilmə zamanı şüşənin üst səthi təbəqəsində böyük, lakin bərabər paylanmış gərginlik yaradılır ki, bu da çat vəcızıqların yayılmasının qarşısını alır.

Şüşənin səthinin əvvəlcədən aşındırıcı turşularla və ya duz məhlulları qarışığı ilə emal olunması zamanı şüşənin səthində olan nöqsanlar kənarlaşdırılır, kimyəvi tərkibin dəyişməsi hesabına üz təbəqə möhkəmlənir, bununla da şüşənin dartılma möhkəmliyi 4-5 dəfə artır.

Havada bərkidilmə zamanı şüşənin möhkəmliyinin yüksəlməsi üst təbəqədə sıxılma möhkəmliyinin artmasıvə şüşənin bəzi struktur xüsusiyyətləri ilə izah olunur.

Bərkidilmiş şüşənin möhkəmliyi aşağıdakı asılılıqla ifadə oluna bilər:

Burada: –tavlandırılmış şüşənin möhkəmliyi MPa; x-səthi gərginliyin bərkidilmiş şüşənin orta zolağındakı gərginliyə olan nisbətinin mütləq qiymətidir; bərkidilmə dərəcəsi; şüşənin optiki sabitidir.

Şüşənin bərkidilmə dərəcəsi ilə onun fiziki-mexaniki xassələri arasında mürəkkəb asılılıq mövcuddur.

Şüşənin möhkəmliyi onun səthinin alovla cilalanması zamanı da yüksəlir, hansı ki, bu zaman mikroçatlar dolur və möhkəmlik artır.

Turşu ilə aşındırmadan sonra natrium – kalsiumlu şüşədən olan millərin möhkəmliyi 100-dən 2100MPa-a qədər yüksəlməsi müşahidə edilmişdir. Lakin şüşə nümunələrinin yağda tez soyudulması zamanı möhkəmlik 700 MPa-la qədər azalır, belə ki, şüşənin səthində yeni mikroçatlar yaranır. Təkrar aşınmadan sonra şüşə millərin möhkəmliyi bərpa edilir; bu zaman səthdəki çatların dərinliyi əhəmiyyət kəsb edir. 10-15 mkm dərinlikdə aşındırma zamanı möhkəmlik yüksəlir.

Şüşələrin möhkəmləndirilməsinin daha perspektivli metodu – silisium-üzvi mayeərdə 20%-li əridici turşularla aşındırmaqla bərkidilmə hesab edilir. Bu zaman şüşənin səthində silisiumoksidli polimer plyonka yaranır, mikroçatlar kənarlaşır, nəticədə şüşənin möhkəmliyi bir-neçə dəfə yüksəlir.

Şüşənin üst (səthi) təbəqəsində gərginlik onun tərkibinə diffuziya üsulu ilə litium ionları daxil edən zaman yüksəlir, belə ki, bu ionlar natrium və kalium ionları ilə birləşir və möhkəmlik artır. Tərkibində müəyyən olunmuş miqdarda alüminium və silisiumun olması β-spodumen kristallarının yaranmasına səbəb olur ki, bu da möh­kəm­liyin yüksəlməsini şərtləndirən sıxılma gərginliyinin yaranmasını artırır. Belə ki, bu zaman şüşənin əyilmə möhkəmliyi 100-dən 140 MPa-la qədər yüksələl bilir. Qeyd etmək lazımdır ki, möhkəmliyin rtması ilə şüşənin termiki davamlılığı da yüksəlir.

Cədvəl 3.2