玻璃品種多，用途廣，除了常見常用的石英玻璃、鋼化玻璃以外，還有光學玻璃、變色玻璃、夾層玻璃等各種類型。為了能夠找到更合適的玻璃制品，我們需要對各種玻璃有所了解，再從中挑選心儀的類型。接下來請看我們解釋玻璃制品退火時為何會炸裂。

一、玻璃制品在退火爐里面總是炸是為什么

        玻璃制品的應力可分為:熱應力、結構應力和機械應力.熱應力是由溫差而產生的,又可細分為暫時應力和較好應力.

        暫時應力是玻璃受不均勻的溫度變化時所產生的熱應力隨溫度差存在而存在,隨溫度差消失而消失. 也就是說只有玻璃中存在溫度梯度的階段才存在的應力, 而這個溫度梯度是玻璃處于 不可能發生可塑性變形的溫度范圍內,即處于脆性狀態下,玻璃在Tg轉轉變溫度下(1013泊)粘度非常大,玻璃內無質點流動.冷卻時,玻璃外層冷卻速度快,外部的溫度低,就力求收縮,而較熱的內層要阻礙外層的壓縮,所以在冷卻過程中玻璃的外層產生張應力,內層產生壓應力,當玻璃內外溫度均衡以后,這種應力就消失了,但當產生這種應力值超過了玻璃所承受的抗張強度的較限時,就會使制品產生碎裂. 

        在我們日常生產中,由暫時應力引起的玻璃制品碎裂的事例很多,例如:我們有些質量大壁厚的制品,由于降溫制度或窯結構等因素,在出退火窯時,發出的碎裂聲音就是這種原因產生的破裂,夏季生產在制品的冷端噴涂處,也可以聽到制品的碎裂聲,都是暫時應力的惡作劇.如果制品出窯時溫度過高,碎裂將更嚴重. 暫時應力也產生在制品的加熱過程,如二次退火清理應力,將常溫下的制品送入退火窯,這時制品的外部溫度高、膨脹大,內部溫度低,阻礙制品的外部膨脹,外部產生壓應力,內部產生張應力.當這種力超過較限時也會使制品碎裂,當然,玻璃制品的抗壓強度 是抗張強度的近百倍,也是我們做溫差時都作急冷的原因,也是很多制品從常溫下到退火溫度上升幾百度而不爆的原因.但是如果制品的壁厚很大,二次退火時如果不是采用二次退火窯進行退火,很可能從退火窯中出來的制品會變成一堆碎玻璃,因為需要退火的制品 一定存在較好外應力,應力是可以疊加的.應力疊加后對制品的破壞力更強.

二、玻璃的退火工藝包括哪幾個階段

        為了清理玻璃中的較好應力,必須把玻璃加熱到低于玻璃轉變溫度 Tg 附近某一溫度進行保溫均熱,以清理玻璃各部分的溫度梯度,使應力松弛,這個選定的保溫均熱溫度稱玻璃的退火溫度.玻璃在退火溫度下,由于粘度很大還不會發生可測得的變形.玻璃的較好高退火溫度是指在此溫度下經過 3min 能清理 95 %的應力,此溫度亦稱退火上限溫度;較好低退火溫度是指在此溫度下經 3min 只能清理 5 %的應力,此溫度亦稱退火下限溫度.較好高退火溫度和較好低退火溫度之間為退火溫度范圍.

        大部分器皿玻璃的較好高退火溫度為 550 ± 20 ℃ ,平板玻璃為 550 ~ 570 ℃ 、瓶罐玻璃為 550 ~ 600 ℃ .實際上,一般采用的退火溫度都比較好高退火溫度低 20 ~ 30 ℃ ,低于較好高退火溫度 50 ~ 150 ℃ 的為較好低退火溫度. 玻璃的退火溫度與其化學組成有關.凡能降低玻璃粘度的組成也能降低退火溫度,如堿金屬氧化物 Na 2 0 、 K 2 O 等. SiO 2 、 Al 2 O 3 、 CaO 等都增加玻璃粘度,所以隨著它們含量的增加其退火溫度都提高.

        玻璃的退火制度與制品的種類、形狀、大小、容許的應力值、退火爐內溫度分布等情況有關.目前采用的退火制度有多種形式.根據退火原理,退火工藝可分為四個階段:加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快冷階段.按上述四個階段可作出溫度-時間曲線,此曲線稱退火曲線.

        2.1 加熱階段

        不同品種的玻璃有不同的退火工藝.有的玻璃在成型后直接進入退火爐進行退火,稱為一次退火;有的制品在成型冷卻后再經加熱退火,稱為二次退火.所以加熱階段對有些制品并不是必要的.在加熱過程中,玻璃表面產生壓應力,所以加熱速率可相應高些,例如 20 ℃ 的平板玻璃可直接進入 700 ℃ 的退火爐,其加熱速率可高達 300 ℃ / rain .考慮到制品大小、形狀、爐內溫度分布的不均性等因時間素,在生產中一般采用的加熱速率為 20/a 2 ~ 30/a 2 ( ℃ /min) ,對光學玻璃制品的要求更高.

        2.2 均熱階段

        把制品加熱到退火溫度進行保溫、均熱以清理應力.在本階段中首先要確定退火溫度,其次是保溫時間.一般把比退火上限溫度低 20 ~ 30 ℃ 作為退火溫度.退火溫度除直接測定外,也可根據玻璃成分計算粘度為 10 12 Pa ? s 時的溫度.當退火溫度確定后,保溫時間可按 70a 2 ~ 120a 2 進行計算,或者按應力容許值進行計算.

        2.3 慢冷階段

        為了使玻璃制品在冷卻后不產生較好應力,或減小到制品所要求的應力范圍內,在均熱后進行慢冷是必要的,以防止過大的溫差.

        2.4 快冷階段

        玻璃在應變點以下冷卻時,如前述只產生暫時應力,只要它不超過玻璃的較限強度,就可以加快冷卻速度以縮短整個退火過程、降低燃料消耗、提高生產率.

在生產上,一般都采用較低的冷卻速度,這是由于制品或多或少存在某些缺點,以免在缺點與主體玻璃間的界面上產生張應力.對一般技術玻璃采用此值的 15 %~ 20 %,通常還應在生產實踐中加以調整.

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