玻璃擁有良好的透過、透光性能，化學穩定性較高，并且可以根據不同加工方法來獲得較強的機械強度與保溫隔熱效果，甚至能夠使玻璃自主變色，隔絕過強的光線，因此常用于各行各業，滿足不同的需求。接下來請看玻璃退火工藝的詳細介紹，增進了解玻璃退火上下限溫度與詳細制作流程。

一、玻璃的退火工藝包括哪幾個階段

        為了清理玻璃中的應力,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.玻璃的退火上限溫度是指在此溫度下經過 3min 能清理 95 %的應力;退火下限溫度是指在此溫度下經 3min 只能清理 5 %的應力,上下限退火溫度之間為退火溫度范圍.

        大部分器皿玻璃的退火上限溫度為 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退火上限溫度低 20 ~ 30 ℃ ,低于退火上限溫度 50 ~ 150 ℃ 的為退火下限溫度. 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.

        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 .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.

        3 .慢冷階段

        為了使玻璃制品在冷卻后不產生應力,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.

        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.

二、退火玻璃的詳細制作流程

        為了避免冷卻過快而造成玻璃炸裂,玻璃毛坯定型后立即轉入退火用的箱式電陰爐中,在退火溫度下保溫30min左右,然后按照冷卻溫度制度降溫到一定溫度后切斷電源停止加熱,讓其隨爐自然緩慢冷卻至100℃以下,出爐,在空氣中冷卻至室溫.

        若玻璃試樣退火后經應力檢驗不合格,須重新退火,以防加工時碎裂.重新退火時首先將樣品埋沒于裝滿石英砂的大坩堝中,再把坩堝置于馬弗爐內,升溫至退火溫度保溫1h,然后停止加熱讓電爐緩慢降溫(必要時在上、下限退火溫度范圍內每降溫10℃保溫一段時間),直至100℃以下取出.

相關概念

熱應力

        溫度改變時，物體由于外在約束以及內部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由脹縮而產生的應力。又稱變溫應力。

退火

        退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；清理殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整籌備，清理籌備缺點。準確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。

玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規則結構的非晶態固體。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農業生產體系玻璃。