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1、第四章 玻璃的退火与淬火,玻璃中存在那些应力?,产生的原因是什么？,玻璃为什么要退火？,退火的工艺过程？,玻璃淬火的意义和原理？,玻璃淬火工艺过程？,第一节 玻璃的应力,热应力：暂时应力和永久应力, 暂时应力：在温度低于应变点时，玻璃在经受不均匀温度变化时所产生的热应力。该应力随温度梯度的存在而存在，同时随温度梯度的消失而消失。, 永久应力：高于应变点以上进行自然冷却，当玻璃内外温度相等时所残留的热应力。当玻璃存在温度梯度时，各温度所对应的结构是不相同的，当玻璃急冷到应变点以下，结构梯度也被保留下来。由于内外层结构的密度不同，使其在温度变化时，体积变化也不同，产生了永久应力。退火即消除此应力。
2、,第二节 玻璃的退火,退火：将玻璃内部的热应力消除或减少至允许值的热处理过程。,存在应力的玻璃,粘弹性体,应力松弛,消除应力,各种玻璃的允许应力,退 火 温 度： 将玻璃加热到低于玻璃转变温度 Tg附近，进行保温均热，消除玻璃的温度梯度。,最高退火温度：能在3min之内消除玻璃中95%应力的温度。,最低退火温度：能在3min之内消除玻璃中5%应力的温度。,实际退火温度比最高退火温度低2030，低于最高退火温度50150是最低退火温度。大部分器皿玻璃的退火温度为55020，平板玻璃为550570，瓶罐玻璃为550600。,1.玻璃的退火温度与退火范围,2.退火温度与玻璃组成的关系,凡是可以降低玻
3、璃粘度的组分，也能降低玻璃的退火温度。,玻璃退火曲线示意图,加热阶段：（不是必须的）,厚度为2a厘米的玻璃的最大加热速度：,a玻璃厚度，空心玻璃制品总厚度，实心玻璃厚度的一半；,一般采用玻璃的加热速率为最大速度的1520, 光学玻璃一般小于5。,加热速度：较快，但暂时应力永久应力抗张极限；,均热阶段：保温均热消除应力,退火温度：比退火上限低2030保温时间：70a2120a2(a为制品厚度的一半）,n-玻璃退火后容许存在的内应力,退火设备间歇式退火窑,优点：适应性强，适合小批量和特大型产品。,缺点：温度分别不均匀，耗热大，生产能力低，操作笨重。,退火设备连续式退火窑,优点：生产连续化，可以自动
4、化，退火质量好，耗热低，生产能力大，适用于单一和大批量的制品生产。,第三节 玻璃的淬火,淬火：将加热的玻璃在介质中急冷，使玻璃表面产生有规律的、均匀分布的压应力，从而提高玻璃的强度和热稳定性。,退火玻璃,粘弹性体,淬火玻璃,淬火玻璃的特性,1.淬火玻璃的抗弯强度,淬火玻璃的强度要比一般玻璃大45倍。,2.淬火玻璃的抗冲击性,淬火玻璃的抗冲击性要比一般玻璃大几倍。,玻璃器皿和平板玻璃,薄壁玻璃,淬火工艺,1.淬火温度与冷却速度: 应力松弛程度决定于产生的热弹应力和玻璃的温度；热弹性力决定于冷却速度和玻璃的厚度；永久应力决定于冷却速度和淬火温度（厚度一定）。,影响玻璃淬火的工艺因素,2.玻璃的化学
5、组成: 应力同玻璃的膨胀系数、弹性模量、温度差成正比，与泊松比成反比，都通过化学组成来影响玻璃的应力。,3.玻璃的厚度: 厚度越大，淬火程度越高。,第五章 玻璃的缺陷,玻璃体内由于存在各种夹杂物，引起玻璃体均匀性的破坏，称为玻璃的缺陷。,气泡的类型与形成原因,1残留气泡： 玻璃熔制过程中盐类分解产生气泡，澄清不彻底而残留的，窑内气体介质不恰当，窑内压力不稳定。 预防措施：严格配料和熔制制度，调整熔制温度，改变澄清剂的种类和用量，改变玻璃成分降低玻璃粘度。,2二次气泡：,尘泡，重热引起的和某些化学反应引起的。,3耐火材料引起： 主要耐火材料本身气孔，内部铁质对盐类的催化分解，残碳的燃烧，与玻璃液
6、作用。 预防措施：提高材料质量，熔制温度不要太高，以免加剧对耐火材料的侵蚀。,4铁器引起： 操作或维修不慎引起 预防措施：成形工具侵入玻璃液内部的部件质量要好，使用方法得当。,5其它： 颗粒间或由成形时带入的外界空气等。,结石的类型与成因,1配合料结石： 通常为未熔化的石英颗粒，氧化铝也有可能形成结石； 严格原料的选择和加工，配合料的制备工艺规范等。,2耐火材料结石；耐火材料剥落，玻璃液与耐火材料作用形成，以及由于窑内火焰空间的窑碹和窑墙的碱性腐蚀形成的碹滴。耐火材料质量低；耐火材料使用不当；火焰温度太高；助熔剂用量过大；易反应的耐火材料砌在一起；提高耐火材料质量，严格控制熔制工艺制度,3析晶
7、结石(失透） 玻璃长期停留在有利于晶体形成和生长的条件下，玻璃化学组成不均匀部分将促使玻璃体析晶。 常见的析晶结石： 鳞石英和方石英，硅灰石（CaOSiO2)， 失透石(Na2O3CaO6SiO2)，透辉石(CaOMgO2SiO2), 二硅酸钡(BaO2SiO2)等。预防措施： 选择析晶倾向小的玻璃成分，降低析晶氧化物含量； 减少析晶区玻璃液的停留时间 减少窑炉中玻璃液滞留的死角,4硫酸盐夹杂物 玻璃液中过饱和硫酸盐冷却时结晶出小滴析出。 源于芒硝在澄清过程中没有完全分解； 预防措施： 检查熔化初期火焰是否保持还原性； 配合料碳粉用量是否合适；5黑色夹杂物 直接或间接来源于配合料，或由于操作不当引入其他的杂质。主要有铁、铬、镍的氧化物等。,条纹和节瘤及其形成原因,主要表现为玻璃表面和内部的线状，纤维状条纹或颗粒状，块状或片状节瘤；成分多为硅质或硅铝质；产生的应力在退火过程中不能消除；,玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物，结构仍为非晶态，但物性与玻璃主体不同。,产生原因： 1.熔制不均匀 2.窑碹玻璃滴 3.耐火材料侵蚀 4.结石熔化,
