Sticla securizată chimic (de asemenea, „sticlă întărită prin schimb de ioni”, „sticlă modificată termochimic”) este un tip de sticlă a cărei rezistență este sporită prin tratament chimic. Atunci când este spart, o astfel de sticlă produce în continuare fragmente lungi și ascuțite, cum ar fi sticla obișnuită, așa că laminarea filmului este necesară dacă există cerințe de siguranță. Cu toate acestea, sticla temperată chimic este de obicei de șase până la opt ori mai rezistentă decât sticla normală .
Rezistența sticlei este crescută prin tratarea suprafeței. [1] Sticla este scufundată într-o baie care conține sare de potasiu (de obicei nitrat de potasiu ) la 300 °C. Acest lucru permite ionilor de potasiu din topitură să înlocuiască ionii de sodiu pe suprafața sticlei . [2]
Deoarece ionii de potasiu sunt mai mari decât ionii de sodiu , înlocuindu-i pe aceștia din urmă în rețeaua cristalină, ei provoacă deformarea acestuia și apar forțe de compresie în stratul de suprafață. Forțele de compresie pe suprafața sticlei tratate chimic pot fi de până la 690 MPa.
Mecanismul de creștere a rezistenței sticlei se datorează faptului că sticla are o rezistență ridicată la compresiune și o rezistență scăzută la tracțiune. Deoarece forțele de compresie apar pe ambele părți în stratul de suprafață, acest lucru permite sticlei să obțină o îndoire mai mare înainte ca forțele de tracțiune să apară în ea. Fenomenul este în multe privințe similar cu cel folosit în construcții la crearea betonului tensionat .
Există, de asemenea, un proces mai complex de tratament chimic în două etape, când sticla este pretratată într-o baie cu o topitură de azotat de sodiu la 450 ° C pentru a se satura cu ioni de sodiu, care vor fi înlocuiți cu ioni de potasiu în etapa următoare ( numărul de ioni înlocuiți crește, ceea ce crește deformațiile și solicitările în suprafață).
Călirea chimică are ca rezultat o creștere a rezistenței similară călirii convenționale a sticlei . Dar acest proces nu folosește schimbări extreme de temperatură, ceea ce nu duce la deformare și deformare, apariția defectelor optice și permite prelucrarea chiar și a pieselor cu pereți subțiri.
De asemenea, spre deosebire de sticla călită obișnuită, sticla călită chimic poate fi tăiată și prelucrată după călire fără crăpare sau rupere, totuși, un loc la aproximativ 20 mm de tăiere își pierde proprietățile de rezistență. De asemenea, cu zgârieturi adânci, zona înconjurătoare își pierde și rezistența dobândită în timpul întăririi chimice.
Sticla călită chimic este folosită, de exemplu, la fabricarea felinarelor pentru unii luptători. Gorilla Glass este, de asemenea, un tip de sticlă călită chimic.