物理強化ガラスとは

2018年6月 1日

物理強化ガラスの原理 ガラスを650℃程度に加熱急冷する事によって表面に圧縮応力が発生する。

加熱終了後は全体が均一温度で均一な長さであり、急冷を開始し両表面が「ひずみ点」に到達して固まると、温度の高い内部は縮むことができないので、縮むのを抑える力（引張応力）が発生し、表面には内部の引張応力に対応した圧縮応力が発生する。

物理強化ガラスの応力分布 圧縮応力　σ_ｃ：表面が「ひずみ点」に到達した時の温度分布を「放物線」と仮定すると、
　　　　　　　 圧縮応力の深さは板厚の1／6となり、圧縮応力は引張応力の2倍になる。

引張応力　σ_ｔ：ガラス表面に引張応力が働いた場合、圧縮応力に相殺されて、
　　　　　　　直ぐには引張応力が発生しない。圧縮応力の分だけ強くなる。

表面圧縮応力測定

◇自動測定により測定者の個人差が無い
◇データが保存されるので品質管理が容易
◇校正用基準器で機差を最小限にできる

強化ガラスの強度（落球衝撃強度） ３０㎝角の中心に２２５ｇの鋼球を落下

ガラス種類	板厚(mm)	平均破壊高さ(㎝)
フロート	6 8 12	50 55 80
強化ガラス	6 8 12	370 520 650

強化ガラスはフロートの7～8倍の強度を持っている

強化ガラスの強度（熱衝撃強度） ７㎝角の試料を０℃の水中に落下

ガラス種類	板厚(mm)	急冷強さ(温度差℃)
		0%破壊	100%破壊
フロート	3 5	80 60	120 100
強化ガラス	5 8 12	170 170 150	220 220 200

強化ガラスはフロートガラスに比べて２～３倍の強度を持っている。

強化ガラスの破砕模様

破砕数［40～50ヶ／5㎝□］
破砕数［100～200ヶ／5㎝□］

強化ガラスをポンチで割った場合に、引張応力層に蓄えられた弾性エネルギーが高ければ高いほど、細かい破砕模様となる。

物理強化ガラスの自然破壊 ガラス中のNiS (0.05～0.3mmΦ)
NiSの結晶相
　α-相 : 396℃以上
　　　　体積 81.05
　β-相 : 396℃以下
　　　　体積 84.33
　α から βへ転換（月単位～年単位）
　　　　NiS が引張応力域に存在すると体積膨張による自然破損の可能性がある。