玻璃退火炉详解.ppt

玻璃退火炉;二、玻璃制品的退火原理： 1、热应力的成因 玻璃热应力的形成是因为玻璃制品在成形的过程中玻璃从液态变成固态 时温度的变化引起的。如图所示： ; 如图所示，在本来光性均质的玻璃上有应力存在时，当光沿z方向照射到玻璃平面上后，则z方向的折射率nz就会与x方向的折射率nx、y方向的折射率ny产生差异。因而沿x方向上和沿y方向上通过的光线就要产生双折射(俗称：光变)，其大小与玻璃中的内应力成正比，即： △n=nx-ny=Bσ： 式中: △ n——偏振光线通过玻璃原板单位厚度时在两个垂直方向上的折射率差，无量纲量； B一·偏振光应力系数，单位：布(布懦斯特，Brew-ster，l布=l0-12m2／N)； 光线双折射的光程差△l与△n之问的关系是：当△n=l×10-6时．相当于l nm／mm)的光程差。 因此，可以先用偏光仪测定出光在玻璃内单位行程上的光程差，再根据不同玻璃的偏振光应力系数B求出玻璃内应力。 例如普通钠钙硅玻璃的B=2.85布(即2 .85×10-12m2／N)，于是1 MN／m2内应力产生的光程差≈285 nm／mm，或l nm／mm光程差≈3509 N／m2内应力。 注意：用偏光仪法测量的玻璃应力较粗略。另外，用干涉色法也可定量测出玻璃中的内应力，用补偿器法的测量精度更高，还可以用超声波干涉法、激光干涉法测量玻璃内应力。当然，目前所有应力测试仪器的测试数据处理工作都可由计算机来完成。;2、玻璃制品的退火 就是把具有永久应力的玻璃制品重新加热到玻璃制品内部质点可以移动的温度，利用质点的位移使应力分散来消除或减弱其应力。 应力松弛的速度在很大程度上取决于玻璃加热的温度，温度越高，松弛速度越快。其理论指导如下式描述：; 式中： δ1 一玻璃原板厚度(a一2δ，δ 为玻璃原板厚的一半),mm; K——应力计算系数，nm／mm，一般K=0.3～0.6。 K 值可视玻璃板的用途而定，当δ5 mm时，K取低值。 普通玻璃制品 F.J.Twyman建议退火后的允许极限残余内应力≤1／20玻璃破坏强度(一般控制在玻璃极限抗张强度的l%～5％)。 浮法平板玻璃的退火标准既要考虑成品率又要考虑经济性，不必消耗太长时间来试图完全消除内应力，即允许有一定的残余内应力存在。所以，已有人根据生产实践和有关理论计算得出浮法玻璃退火后允许残余内应力与玻璃原板厚度之间的关系，如表3 18。 表3 18不同厚度玻璃原板退火后残余应力允许值;3、退火过程 由以上描述可知，要得到一个残余应力在允许范围内的玻璃制品，就要有一个合理退火制度。一个能消除应力不使应力再产生的过程。 （一）加热过程 本阶段将已冷却的并具有应力的玻璃制品加热到退火温度（这种退火叫二次退火），加热速度应保证制品产生的暂时应力不超过玻璃本身的极限强度，以防制品炸裂。如制品在高于退火温度时直接送入退火窑，则不需此阶段（这种退火过程叫一次退火）。 （二）保温阶段 本阶段将制品保持在高退火温度附近，目的是为了消除玻璃中的永久应力，同时使制品整体的温度均匀。关键点在于：保温温度和相应的时间。 （三）慢冷阶段 退火区域属慢冷阶段，为的是防止再次产生永久应力。一般玻璃的冷速度为2—10‘C/min。在这阶段，为了使玻璃制品在冷却后不产生永久应力，或减小到制品所要求的应力范围内，在均热后进行慢冷是必要的，以防止过大的温差。 （四）快冷阶段 从低退火温度以下，可以快速冷却，一直到出窑温度为止。一般玻璃的快冷速度为15 -25C/min。此时，玻璃在应变点以下进行冷却，如前述只产生暂时应力，只要它不超过玻璃的极限强度，就可以加快冷却速度以缩短整个退火过程、降低燃料消耗、提高生产率。; 4、退火温度计算 (一）根据玻璃成分确定 玻璃的退火温度与玻璃成分有关，除可用双折射检查仪测玻璃退火温度和用 膨胀仪测退火点温度外，还可用公式计算。 根椐应力在塑性物体中递减过程的研究求出退火温度 由实验研究认为，应力在塑性物体中递减的过程随时间的变化如下 ： 将该式积分，则得： 式中:P。、P1 -开始保温时和经时间τ后的内应力，MPa; τ —-时间,min； —是取决于玻璃成分和温度的常数。 如以双折射光程差δNm/cm代替式中