Campione singolo: il "più duro" in diverse dimensioni
Massima resistenza agli urti/prestazioni a prova di esplosione-: vetro antiproiettile composito
Struttura: vetro temperato multi-strato + lastra in policarbonato (PC) + strato intermedio in resina ad alta- resistenza (come SGP, PVB)
Principio
Lo strato di vetro temperato si frantuma per assorbire l'energia dell'impatto iniziale.
Lo strato di policarbonato (materiale elastoplastico) si deforma e blocca la penetrazione, con una tenacità estremamente elevata (250 volte quella del vetro).
Lo strato di resina lega i frammenti per prevenire danni secondari.
Prestazioni: può resistere al fuoco continuo di colpi di fucile AK-47 (7,62 mm) e alle onde d'urto di esplosione.
Applicazioni: caveau di banche, veicoli blindati, ambasciate, laboratori ad alta- tensione.
La massima durezza superficiale: vetro microcristallino
Composizione: biossido di silicio + ossido di alluminio + agente nucleante (come TiO₂), formati in cristalli su scala nanometrica attraverso cristallizzazione ad alta-temperatura.
Durezza: la durezza Mohs raggiunge un valore compreso tra 6,5 e 7 (vicino allo zaffiro) e la sua resistenza ai graffi supera di gran lunga quella del vetro normale (durezza 5,5).
Prodotti rappresentativi: Corning Gorilla Glass (serie Victus), Schott Xensation®.
Applicazione: schermi-di telefoni cellulari di fascia alta, oblò di veicoli spaziali.
Massima resistenza alla flessione: vetro rinforzato chimicamente
Processo: immergere il vetro contenente metalli alcalini (come gli alluminosilicati) nel sale di potassio fuso e, attraverso lo scambio ionico, sulla superficie si forma uno strato di stress ad altissima-pressione-.
Resistenza: la resistenza alla flessione può raggiungere oltre 800 MPa (mentre il vetro normale è di soli 30 MPa e il vetro temperato è di circa 150 MPa).
Vantaggi: nessun rischio di auto-esplosione e può essere sottile fino a 0,1 mm (come il vetro flessibile ultrasottile UTG-).
Applicazione: telefoni cellulari con schermo pieghevole, maschere antiproiettile, coperture per strumenti di precisione.
Massima resistenza al calore: vetro al quarzo
Composizione: Biossido di silicio (SiO₂) con purezza superiore al 99,9%.
Prestazione
Il punto di rammollimento arriva fino a 1730 gradi (il vetro normale si ammorbidisce a 600 gradi).
Il coefficiente di dilatazione termica è vicino allo zero e non si crepa se sottoposto a improvvisi sbalzi di temperatura.
Ha eccellenti prestazioni di trasmissione ultravioletta/infrarossa.
Applicazione: finestre resistenti al calore-per veicoli spaziali, macchine litografiche per semiconduttori, recipienti di reazione ad alta-temperatura.
King completo: la scelta migliore in ambienti estremi
Vetro microcristallino composito (come Firelite®, Neoparies®)
Struttura: vetro microcristallino +-rete metallica ad alta resistenza/strato di rinforzo in fibra di carbonio
Prestazione
Resistenza alla compressione > 1000MPa (oltre il cemento armato)
Resistenza al fuoco > 3 ore (non si scioglie attraverso una fiamma di 1000 gradi);
Resistente all'impatto di grandine/tempesta (test sugli uragani ASTM E1996 superato).
Applicazione: sale di controllo di centrali nucleari, finestre-antideflagranti su piattaforme petrolifere, rifugi militari.
Vetro rinforzato con grafene-(fase di laboratorio
Tecnologia: integra il grafene nel substrato di vetro per formare un supporto di rete tridimensionale.
Prestazioni (teoria)
La forza è aumentata di più di 5 volte;
Ottimizzazione della conducibilità elettrica e termica
Resistente ai raggi UV al 100%.
Sfide: elevati costi di produzione di massa e tecnologia immatura.
Scelta giornaliera dell'alta-forza:Vetro laminato(filmato SGP)
Se viene perseguito un equilibrio tra sicurezza e forza (in scenari non-estremi):
Struttura: Vetro temperato + interfilm ionico SGP (DuPont SentryGlas®)
Prestazione
La resistenza allo strappo è cinque volte quella del PVB.
Presenta una piccola deformazione di flessione dopo essere stato colpito e non è facile da staccare dal telaio.
Superato lo standard a prova di esplosione degli uragani ASTM E1300-degli Stati Uniti.
Applicabile a: facciate continue di grattacieli, residenze resistenti ai tifoni-e soffitti di centri commerciali.
Conclusione chiave:
Ci sono chiari vincitori in termini di prestazioni estreme individuali (come la resistenza agli urti del vetro antiproiettile e la resistenza alle alte-temperature del vetro al quarzo).
Il re delle prestazioni complete appartiene al vetro composito microcristallino (resistenza + resistenza al fuoco + resistenza all'esplosione), ma il suo costo è estremamente elevato.
Il vetro stratificato SGP è la scelta migliore per prestazioni ad alto costo nell'uso civile, bilanciando resistenza e sicurezza.
