Que sont le verre trempé, le verre entièrement trempé, le verre renforcé et le verre traité thermiquement ?
Le verre trempé, le verre entièrement trempé, le verre renforcé et le verre traité thermiquement sont tous des termes qui font référence à la même catégorie de verre de sécurité, mais ils sont utilisés dans des contextes différents selon la région ou le fabricant. Tous ces termes décrivent un verre qui a été spécialement traité pour améliorer sa résistance et sa sécurité.
Verre trempé désigne le verre qui a été soumis à un processus de traitement thermique spécifique pour augmenter sa résistance. Il est produit en chauffant le verre à des températures d'environ 1,000 537 °F (XNUMX °C), suivies d'un refroidissement rapide (appelé trempe). Ce processus met la surface du verre en compression et le noyau sous tension, ce qui le rend nettement plus résistant que le verre ordinaire.
Verre entièrement trempé est un autre terme souvent utilisé pour décrire le verre qui a subi le processus de trempe complet, ce qui donne un verre uniforme et très résistant.
verre trempé est essentiellement synonyme de verre trempé, et il est souvent utilisé dans des régions comme le Royaume-Uni. Comme le verre trempé, le verre trempé est traité pour le rendre beaucoup plus résistant que le verre ordinaire et est couramment utilisé dans des applications telles que les portes de douche, les vitres de voiture et les façades de bâtiments.
Verre traité thermiquement est un terme plus large qui désigne tout verre ayant subi une forme de traitement thermique pour modifier ses propriétés. Cela peut inclure la trempe, mais également d'autres processus tels que le recuit, qui consiste à chauffer et à refroidir progressivement le verre pour soulager les contraintes internes. Bien que le verre traité thermiquement soit plus résistant que le verre non traité, il n'a pas nécessairement le même niveau de résistance que le verre entièrement trempé.
Le processus de trempe
Le processus de trempe, qu'il s'agisse de verre trempé, de verre trempé complet ou de verre renforcé, implique un chauffage et un refroidissement rapides pour créer des forces de compression sur la surface et des forces de traction dans le noyau. Le verre est chauffé à des températures supérieures à 1,000 537 °F (XNUMX °C), où il se ramollit juste assez pour permettre l'application de ces forces.
Une fois que le verre atteint la température souhaitée, il est rapidement refroidi à l'aide de jets d'air froid dans un processus appelé trempe. Les couches extérieures du verre refroidissent et durcissent plus rapidement que les couches intérieures, bloquant la surface en compression. Le noyau intérieur reste sous tension. Cette compression à l'extérieur et cette tension au centre rendent le verre trempé quatre à cinq fois plus résistant que le verre ordinaire non traité.
Cette résistance accrue rend le verre trempé résistant à la casse sous des contraintes normales. Cependant, lorsqu'il se brise, il se brise en petits morceaux émoussés, ce qui réduit le risque de blessure par rapport au verre ordinaire, qui peut se briser en éclats tranchants.
Le verre de sécurité peut-il être coupé sans se briser ?
Une fois le verre trempé, il devient très résistant aux dommages causés par des forces extérieures. Cependant, cette résistance a un prix : le verre trempé ne peut pas être modifié ou coupé après avoir été trempé. Le processus de traitement thermique rend le verre extrêmement résistant, mais également très cassant sur les bords.
Si le verre trempé est coupé, percé ou modifié après avoir été trempé, il peut se briser. Cela se produit parce que la découpe du verre perturbe l'équilibre des contraintes internes, ce qui entraîne une fracture incontrôlable. C'est pourquoi toute découpe, perçage ou mise en forme du verre trempé doit être effectuée avant qu'il ne subisse le processus de trempe. Une fois trempé, le verre doit être utilisé dans sa forme finale.
Causes de bris de verre spontané
La casse spontanée du verre trempé est rare mais peut se produire en raison de la présence d'inclusions microscopiques, de petites impuretés piégées dans le verre pendant la production. Ces inclusions sont généralement inclusions de sulfure de nickel, qui sont de minuscules cristaux de sulfure de nickel qui se forment à l'intérieur du verre en tant que sous-produit du processus de fabrication.
Les inclusions de sulfure de nickel se forment en très petites quantités et sont difficiles à détecter à l'œil nu. Les inclusions sont souvent dormantes pendant une période, parfois des années après l'installation du verre. Pendant ce temps, le sulfure de nickel reste dans un état comprimé.
Cependant, au fil du temps, lorsque le verre subit des variations de température (comme des changements de temps ou le refroidissement du verre après l'installation), ces inclusions de sulfure de nickel peuvent commencer à se dilater. Cette dilatation crée une contrainte interne dans le verre et si la contrainte dépasse la résistance du verre, elle peut provoquer la rupture spontanée du verre.
La rupture spontanée se produit souvent sans qu'aucune force externe ne soit appliquée au verre, c'est pourquoi elle est considérée comme « spontanée ». Le modèle de rupture du verre affecté par des inclusions de sulfure de nickel est distinctif : il s'agit souvent d'une fracture en forme de papillon ou de huit qui indique une rupture uniforme sur toute la surface du verre.
Comment éviter les bris de verre spontanés
Le risque de rupture spontanée due aux inclusions de sulfure de nickel peut être réduit grâce à un procédé appelé trempage à la chaleurIl s’agit d’une étape supplémentaire qui peut être incorporée lors de la production de verre trempé.
Processus de trempage à chaud:Lors du trempage à chaud, le verre trempé est placé dans un four contrôlé à des températures légèrement inférieures à sa température de trempe (environ 875°F à 900°F ou 468°C à 482°C) pendant une période déterminée (généralement environ 1 à 2 heures). Ce processus accélère l'expansion des éventuelles inclusions de sulfure de nickel présentes, ce qui les fait se décomposer ou se dilater jusqu'à un point où elles ne peuvent plus créer de contrainte dans le verre.
En soumettant le verre à ce traitement thermique contrôlé, les fabricants peuvent identifier et éliminer environ 95 % du verre susceptible de contenir des inclusions latentes de sulfure de nickel. Bien que le traitement thermique n'élimine pas complètement le risque de bris spontané, il le réduit considérablement et améliore la sécurité globale du verre.
Il est important de noter qu'aucun procédé ne peut éliminer complètement le risque d'inclusions de sulfure de nickel. Le phénomène de rupture spontanée reste rare, mais le trempage à chaud est une précaution utile pour minimiser les risques d'un tel événement.
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