第四章玻璃的退火与淬火.pptVIP

玻璃的热处理是指玻璃在转变温度与软化温度之间所进行的热过程。 在该过程中玻璃的结构和性能往往能发生显著的变化：应力的产生和消除，分相和晶化，发泡和烧结，表面处理和增强等，使玻璃从一个状态转变到另一个状态，同组成的玻璃可以有截然不同的性能。;第四章 玻璃的退火与淬火;4.1 玻璃的应力 ;4.1.1 玻璃中的热应力;图4-1 玻璃暂时应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线;2、永久应力（permanentstress）;图4-2 玻璃永久应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线;4.1.2 玻璃中的结构应力;4.1.3 玻璃中的机械应力 ;4.2 玻璃的退火 ;表4-1 各种玻璃的允许应力（以光程差表示） ;; 4.2.1 玻璃的退火温度1、玻璃的退火温度及退火温度范围;最高退火温度（退火上限温度）——在此温度下经三分钟能消除应力95%，一般相当于退火点（η=1012帕·秒）的温度； 最低退火温度（退火下限温度）——在此温度下经三分钟只能消除应力5％； 退火温度范围——最高退火温度至最低退火温度之间的范围。 一般：最高退火温度-(20~30)℃ ~ 最高退火温度-(50~150℃) ;2、退火温度与玻璃的关系;4.2.2 玻璃退火工艺 ;图4-3 玻璃退火曲线示意图 I-加热阶段；Ⅱ-均热阶段；Ⅲ-慢冷阶段；Ⅳ-快冷阶段;1．加热阶段;厚度为2a厘米的玻璃以恒速加热达到稳定状态时，中心及表面的温度差为： 式中h——加热速率（℃/分），k——玻璃导热系数。 阿丹姆斯及威廉逊求得玻璃的最大加热速度为： 式中a——玻璃厚度，空心玻璃制品为总厚度，实心制品为厚度的一半。 为安全起见，一般技术玻璃取最大加热速度的15-20%，即20/a2~30/a2。光学玻璃取其5%以下。 ;2、均热（保温）阶段;玻璃的退火温度，可采用比最高退火温度低20-30℃，或者通过计算或测定求得。在退火温度下的保温时间，可按 70a2 - 120a2 计算，或者按应力允许值进行计算 式中Δn ——玻璃退火后允许存在的内应力，nm/cm。;3、慢冷阶段;由上式可得出冷却速度 h0：; ;4、快冷阶段;根据抗张强度、比热、热膨胀、导热系数及密度求得一般玻璃在此阶段的最大冷却速度为 hc= 65/a2 对一般玻璃采用此值的15%-20% ,甚至采用 hc< 2/a2。;4.2.3 玻璃的精密退火 ;玻璃的精密退火，常用线性退火曲线，采用较高退火温度，以后按应力的允许值要求，恒速降温至快冷阶段，所以从开始降温到快冷阶段的范围内退火曲线是一直线。 精密退火主要以玻璃折射率的变化来表征其退火程度。;4.3 玻璃的淬火 ;玻璃的淬火：将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50-60℃，然后在冷却介质(淬火介质)中急速均匀冷却。 在这一过程中玻璃的内层和表面将产生很大的温度梯度，由此引起的应力由于玻璃的粘滞流动而被松弛，所以造成了有温度梯度而无应力的状态。 冷却到最后，温度梯度逐渐消除，松弛的应力即转化为永久应力，这样造成了玻璃表面均匀分布的压应力层。 ;淬火玻璃的抗弯强度比普通玻璃大4-5倍。其应力分布，在玻璃厚度方向上呈抛物线型，表面层为压应力，内层为张应力。;如6×600×400毫米淬火玻璃板，可以支持三个人的重量200公斤而不破坏。 淬火玻璃的挠度，比一般玻璃大3-4倍。如6×1200×350毫米的一块淬火玻璃，最大弯曲达100毫米。 ;2、抗冲击强度;3、热稳定性;4．其它性能;淬火平板玻璃同一般平板玻璃性能对比表;1、风冷淬火;（1）玻璃的化学组成及质量要求;（2）淬火玻璃杯的造型设计;（3）玻璃杯的退火;（4）玻璃杯的加热;（5）急冷;（6）检测;2、液冷淬火;2、液冷淬火;1、淬火温度与冷却速率;2、玻璃的化学组成;3、玻璃的厚度;预祝同学中秋节！+ 国庆节！;作业：