Отжиг (стекло) - Annealing (glass)

Отжиг представляет собой процесс медленного охлаждения горячих стеклянных предметов после того, как они были сформированы, для снятия остаточных внутренних напряжений, возникающих во время производства. В особенности для более мелких и простых объектов отжиг может быть второстепенным в процессе производства, но для более крупных или более сложных изделий обычно требуется специальный процесс отжига при контролируемой температуре. печь известный как лер.[1] Отжиг стекла имеет решающее значение для его долговечности. Стекло, которое не было должным образом отожжено, сохраняет термические напряжения, вызванные закалка, что на неопределенное время снижает прочность и надежность продукта. Неправильно отожженное стекло может треснуть или расколоться при относительно небольших изменениях температуры, а также при механическом ударе или напряжении. Он может даже спонтанно выйти из строя.

Чтобы отжечь стекло, его необходимо нагреть до отжиг температура, на котором его вязкость, η, падает до 1013[нужна цитата ] Равновесие (Вязкость «Пуаз»; 1 пуаз = 1 дин-секунда / см²). Для большинства видов стекла эта температура отжига находится в диапазоне 454–482 ° C (850–900 ° F).[нужна цитата ], и является так называемым стресс -рельеф или точка отжига из стекла. При такой вязкости стекло все еще слишком твердое для значительных внешних воздействий. деформация не ломается, но достаточно мягкий, чтобы расслабить внутренние напряжения микроскопическим потоком в ответ на сильные напряжения, которые они создают внутри. Затем изделие замачивается до тех пор, пока его температура не станет равномерной и релаксация напряжений не станет достаточной. Время, необходимое для этого шага, зависит от типа стекла и его максимальной толщины. Затем стеклу дают остыть с заданной скоростью, пока его температура не превысит точка деформации (η = 1014.5 Пуаз)[нужна цитата ], ниже которого даже микроскопический внутренний поток эффективно останавливается и вместе с ним прекращается отжиг. После этого можно безопасно охладить продукт до комнатная температура в размере, ограниченном теплоемкость, толщина, теплопроводность, и коэффициент теплового расширения из стекла. После завершения отжига материал можно разрезать по размеру, просверлить или отполировать без риска его разрушения из-за внутренних напряжений.

На точка отжига (η = 1013 Равновесие), стрессы расслабляются в течение нескольких минут, в то время как точка деформации (η = 1014.5 Уравновешенность) стрессы расслабляются в течение нескольких часов.[2] Напряжения, возникающие при температурах выше точки деформации и не ослабляемые отжигом, остаются в стекле на неопределенный срок и могут вызвать кратковременный или очень отсроченный отказ. Напряжения, возникающие в результате слишком быстрого охлаждения ниже точки деформации, в основном считаются временными, хотя их может хватить для кратковременного отказа.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Э. Ф. Коллинз (1921) Лер для отжига стекла с электрическим нагревом. Журнал Американского керамического общества 4 (5), стр. 335–349.
  2. ^ Вернер Фогель: «Химия стекла»; Springer-Verlag Berlin и Heidelberg GmbH & Co. K; 2-е исправленное издание (ноябрь 1994 г.), ISBN  3-540-57572-3