強化ガラスはなぜ強い?

強化ガラスはなぜ強い?

強化ガラスはなぜ強いのか

そもそもガラスはなぜ割れる?

ガラスは、「圧縮する力には強い」が「引っ張る力には弱い」という特性を持っています。
ガラスに衝撃が加わった場合、ガラスに2つの力が働きます。
フロート板ガラス衝撃図
ボールが当たった面には、「圧縮する力」が働きます。その反動で、反対側には「引っ張る力」が働きます。
実は、ガラスが割れる原因は、この「引っ張る力」にあります。

割れにくいガラスを作ろう

では、ガラスを割れにくくするにはどのようにすれば良いのでしょうか?
衝撃で加わる「圧縮する力」と「引っ張る力」を相殺すれば良いのです。
このような考えをもとに、強化ガラスが作られました。
割れにくいガラス衝撃図

強化ガラスの製造方法

どのようにして「圧縮する力」と「引っ張る力」をバランスよく兼ね備えた強化ガラスが作られるのでしょうか。

簡単にご説明すると、強化ガラスは下記のようなプロセスで製造されます。
①フロート板ガラスを切断
②強化炉で、ガラスが軟化する温度(650-700℃)まで加熱
③その後、すぐに空気をガラス両面全体に吹き付け、急速冷却

ガラスを温める過程で、ガラスは膨張しようとします。そこに、空気でガラス両面を冷却することにより、まず表面が固まり、膨張から一転縮み始めます。
内部も遅れて縮もうとしますが、表面が先に縮んでいるのでそれ以上縮むことが出来ず、膨張する力が残ります。

このような工程を経て製造された強化ガラスは
強化ガラス断面図
上記のような断面のガラスとなり、「圧縮する力」と「引っ張る力」をバランスよく併せ持つ強化ガラスとなります。
その強度は、フロートガラスの約3~4倍です。

強化ガラスを使った
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