Kalené sklo

Sklo kalené je označováno také jako tvrzené, anglicky tempered nebo německy ESG.

Pevnost v ohybu je okolo 120 MPa a více, oproti cca 45 MPa u skla nekaleného. Zvýšená je i odolnost plochy skla vůči úderům měkkými, pružnými i tvrdými předměty. Například 8 mm kalené sklo je odolné proti pádu 500 g ocelové koule z výšky 2 m. Nekalené 8 mm sklo by se rozbilo již při pádu stejné koule z výšky 0,3 m. Je-li ale působení síly směrováno na malou plochu (například špičatá tělesa), je tato pevnost značně snížena.

Na hranu skla je naopak kalené sklo choulostivější než sklo nekalené. Stačí jen nepatrný vryp či odštěpek a struktura skla je porušena. V tomto případě neuvažujeme poškrábání, ale hloubkové poškození. Následné prasknutí může způsobit například rychlá změna teploty, náraz a nebo i samovolné rozbití.

Kalené sklo se používá jako sklo zabraňující úrazu, protože praská na drobné krychličky, které nemají ostré hrany. Velikost jednotlivých krychliček a soudržnost (množství krychliček v jednom prasklém celku) je dána normou. Kalené sklo se využívá také jako součást laminovaných, tzv. bezpečnostních skel, které jsou používány ve stavebnictví např. proti vypadnutí osoby z okna nebo nežádoucímu vniknutí vetřelce. Kromě vyšší mechanické odolnosti vydrží kalené sklo také rychlé změny teploty (tzv. teplotní šoky), které u normálního skla způsobují prasknutí.

Vlastnosti jsou způsobeny finální úpravou skla. Po nařezáni, opracováni hran a provedeni nezbytných výkrojů či otvorů se sklo rovnoměrně zahřeje na teplotu cca 600 °C a poté ochladí studeným vzduchem. Při ochlazování zůstává střední část v příčném řezu teplá, kdežto vnější povrchy se rychle ochlazují. Díky tepelné roztažnosti vzniknou na povrchu pnutí tlaková, zatímco uvnitř skla je po ochlazení pnutí tahové. To způsobuje velkou pevnost ve srovnání s neupraveným sklem, protože povrch skla odolává vysokým tlakům, ale nikoli namáhání v tahu.

Vedlejší - nepříjemná - vlastnost struktury kaleného skla vzniká právě při výrobě. Ukázalo se, že příčinou ojedinělých samovolných explozí kaleného skla jsou kulovité vměstky minerálu sulfidu nikelnatého. Sloučenina NiS prochází během kalení změnou krystalické mřížky a někdy zůstává v nestabilní formě. Součinitel tepelné roztažnosti NiS je potom větší, než součinitel roztažnosti skla. Tato kombinace způsobuje výsledné zničeni kaleného skla, například při náhle změně teploty. Aby se zabránilo samovolnému rozbiti, má se provádět dodatečná zkouška Heat Soak Test (HST). Ta probíhá následným ohřátím skla na teplotu cca 290 °C po dobu 8 hodin. HST dokáže odhalit nestabilní NiS tím, že sklo nevydrží a praskne.