COE - rozszerzalność cieplna
Co to jest COE (Coefficient of Expansion) po polsku było by tak: współczynnik rozszerzalności cieplnej (szkła). No to już wiecie o co chodzi, prawda?
Nie wiecie? No to Wam powiem.
Warto się zastanowić po co nam wiedza o COE?
Moment zaraz sami do tego dojdziecie.
Najlepiej chyba wytłumaczyć na podstawie metalu.
Każdy z nas pamięta pewnie doświadczenie z lekcji fizyki, gdzie nauczyciel pokazywał nam kulę metalową oraz okrąg metalowy na rączce. Obie rzeczy dość ściśle do siebie dopasowane. Kula gdy była w normalnej temperaturze, “przechodziła” przez okrąg dość łatwo. Po podgrzaniu, kula na tyle zwiększyła swą objętość, ze nie “przeszła przez okrąg. Po ostudzeniu znów można było „przetkać” kule przez okrąg.
Wniosek z tego wypływał oczywisty. Pod wpływem temperatury kula rozszerzyła się we wszystkich kierunkach.
To samo działo by się z paskiem metalu. Pasek rozszerzyłby się we wszystkich kierunkach.
Dla ułatwienia rozumowania, załóżmy, że materiał rozszerza się w jednym kierunku.
Nazywamy to rozszerzalnością liniową.
Podobne zjawiska powstają i w innych materiałach. Także w szkle.
Wiemy już, że płytka szklana rozszerza się pod wpływem temperatury. Oczywiście po ostygnięciu wraca do swych rozmiarów.
I tu jest całe sedno sprawy.
Wielkość rozszerzalności nazywamy współczynnikiem rozszerzalności - z angielska COE ( Coefficient of Expansion).
W uproszczeniu: współczynnik wyznacza procentowy przyrost próbki po podgrzaniu o 1 st K ( C) w stosunku do próbki wyjściowej.
Dla zobrazowania: mamy płytkę szklaną o długości 100 mm, ta płytka po podgrzaniu o powiedzmy 800 stC wydłuża się o 1 mm. Ten 1 mm to jest właśnie współczynnik rozszerzalności. Wyrażany jest on liczbowo.
Teraz załóżmy, że mamy dwie takie same płytki – co do rozmiarów, tylko z rożnego rodzaju szkła.
Poddajemy je podgrzewaniu o te właśnie 800stC. Jedna z nich rozszerza się o 1mm a druga tylko o 0,5 mm.
Pewnie by nam to nie przeszkadzało gdybyśmy nie chcieli je poddać sklejeniu (fusing).
Co się dziej, gdy płytki położymy jedna na drugą i poddamy wysokiej temperaturze?
Płytki zaczną się rozszerzać swoją rozszerzalnością, a jednocześnie warstwy przylegające do siebie zaczną się stapiać łączyć.
W tej temperaturze nie ma to większego wpływu na szkło, ale z chwilą oziębiania szkła, jedna z warstw zacznie szybciej i więcej się kurczyć niż druga. Działają wtedy na poszczególne płytki siły przeciwstawne sobie, a są tak duże, że jeden z pasków pęka, (wcześniej czy później).
http://zakrecona-galeria.pl/galeria/mai ... ar2=700_85
Czasami nawet nie widać tych pęknięć , ale po jakimś czasie pojawiają się rysy i szkło pęka. Sami pewnie mieliście doświadczenia z pękającymi szklankami, kryształami, bez widocznej przyczyny, a to właśnie działały siły wewnątrz szkła, które ujawniły się po pewnym czasie.
No wyjaśniliśmy sobie po co nam to COE.
Od czego zależy COE?
Głównie od składu chemicznego szkła. Rożnego rodzaju składniki mają zasadniczy wpływ na współczynnik rozszerzalności szkła.
Teraz warto by powiedzieć o oznaczeniach szkła właśnie pod względem COE.
Oczywiście w większości nie podaje się współczynnika rozszerzalności COE, bo po prostu jest to nie potrzebne.
Po co szklarzowi , czy witrażyście wiedza o COE? On pracuje z jednym szkłem, a nie z kilkoma rodzajami, które by stapiał z sobą.
COE potrzebne jest nam, bo poddajemy rożnego rodzaju szkła obróbce cieplnej.
Po czym poznajemy szkło z oznacznikiem COE.
Często pewnie spotkaliście się z takim oznaczeniem:
Spectrum COE 96 lub Spectrum 96. Oznacza to, że szkło jest typu (producent – Spectrum) i oznaczenie współczynnika COE 96.
Oczywiście są i inni producenci. Bardziej znani to właśnie: Spectrum, Bullseye, Uroboros, i inne.
Najczęściej używane współczynniki to COE, 32, 90, 96, 104.
W fusingu, „płomiennym szkle” zasadą jest, że nie łączymy szkieł o różnym COE. Wyczytałem też gdzieś ( nie wiem czy to nie jest reklama danej firmy), że często szkła oznaczone tym samym COE, lecz z różnych firm nie są z sobą kompatybilne. Ponadto COE przyda się nam gdy chcemy wtapiać w szkło , lub pomiędzy szkło rożnego rodzaju rzeczy, np.: metal, kamienie, folie, papier itp.
By wtopić te rzeczy w szkło bez komplikacji, wszystkie czynniki muszą mieć to samo COE.
Wczytując się w katalogi oferujących różne materiały do fusingu czy płomiennego szkła, Firmy często
podają kompatybilność z danym COE. Warto o tym pamiętać przy naszych pracach.
No to powodzenia w naszej przygodzie z gorącym szkłem.