浮法玻璃退火應(yīng)力產(chǎn)生原因及應(yīng)力的測(cè)量

【中玻網(wǎng)】　　由于玻璃自身特性決定了它的不良導(dǎo)熱性，從而導(dǎo)致玻璃在退火過(guò)程中因?yàn)闇囟炔畋厝淮嬖谥鴳?yīng)力。本文根據(jù)玻璃的退火理論結(jié)合示意圖論述了浮法玻璃在退火過(guò)程中較久應(yīng)力與暫時(shí)應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理，并結(jié)合應(yīng)力的測(cè)量簡(jiǎn)介了應(yīng)力對(duì)玻璃切割的影響。
　　關(guān)鍵詞退火窯較久應(yīng)力暫時(shí)應(yīng)力張應(yīng)力壓應(yīng)力
　　1.較久應(yīng)力與暫時(shí)應(yīng)力：
　　880°F(470°C)以下，退火窯用于冷卻玻璃，這樣做的方法是試圖保持橫向（橫越玻璃帶）溫度曲線良好的均勻性來(lái)避免破損。
　　冷卻過(guò)程發(fā)生的一切都是暫時(shí)的，這意味著在冷卻的玻璃中找不到暫時(shí)過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力，這就是為什么把這些條件叫暫時(shí)應(yīng)力。即使當(dāng)玻璃內(nèi)外層溫度一致時(shí)，暫時(shí)應(yīng)力消失也必須注意，因?yàn)闀簳r(shí)應(yīng)力超過(guò)抗張強(qiáng)度會(huì)使玻璃破碎。
　　較久應(yīng)力不能太大，不然切割或再切割時(shí)就會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。注意：暫時(shí)應(yīng)力也不能太，否則玻璃就會(huì)破碎。
　　當(dāng)玻璃的厚度向和橫向還沒(méi)達(dá)到一個(gè)相等的溫度即環(huán)境溫度時(shí)，暫時(shí)和較久應(yīng)力兩者存在，即使較久應(yīng)力已至一個(gè)比較好的值（在切割區(qū)1小時(shí)測(cè)冷卻的玻璃）因?yàn)闀簳r(shí)應(yīng)力仍很大，所以仍會(huì)遇到切割問(wèn)題。
　　退火理論表明較久應(yīng)力（保持在玻璃內(nèi)）等于退火中松馳的應(yīng)力總量，但符號(hào)相反。這意味著在退火中，松馳10毫微米/厘米的壓應(yīng)力，則玻璃在達(dá)到外界溫度時(shí)，就有10毫微米/厘米的張應(yīng)力。
　　那么（1）在退火中松馳應(yīng)力越小，在溫度等于周?chē)鷾囟葧r(shí)，存在玻璃中的應(yīng)力就越��；就是說(shuō)退火越好。但出現(xiàn)薄弱區(qū)域即結(jié)石、夾雜物或粘錫時(shí)，玻璃將會(huì)炸裂。因而在退火區(qū)后的冷卻區(qū)必須小心操作。
　　（2）反過(guò)來(lái)說(shuō)：退火不好的玻璃很結(jié)實(shí)并能承受因冷卻區(qū)域溫度梯度很大的熱沖擊；但應(yīng)力太大，切割會(huì)很困難。
　　2.較久應(yīng)力與暫時(shí)應(yīng)力產(chǎn)生原因：
　　I．玻璃溫度高于880°F(470°C):玻璃是塑性材料。
　　
　　如果玻璃溫度高于880°F,窄條"a"比窄條"b"熱，那么窄條"a就比窄條"b"長(zhǎng)；這是因?yàn)椋赫瓧l"b"不能防止窄條"a"的膨脹（玻璃處于可塑狀態(tài)）。
　　在溫度穩(wěn)定期間（低于880°F）窄條"a"試圖比窄條"b"收縮的大。這是因?yàn)樗鼈兊氖湛s與長(zhǎng)度成正比，當(dāng)玻璃溫度低于880°F時(shí)，變化類(lèi)似彈性材料，而且窄條"a"和窄條"b"實(shí)際上是連接在一起的，所以窄條"b"阻止窄條"a"的收縮，這樣窄條"a"受的是張應(yīng)力，窄條"b"受的是壓應(yīng)力。
　　簡(jiǎn)而言之：玻璃溫度高于880°F=470°Ca）較熱的窄條在常溫后將是受張應(yīng)力（較久的）。b）較冷的窄條在常溫后將是受壓應(yīng)力（較久的）。
　　II．玻璃溫度低于880°F(470°C):玻璃是一種"彈性材料"。
　　
　　如果玻璃溫度低于880°F，窄條"a"比窄條"b"熱，則窄條"a"將會(huì)比窄條"b"長(zhǎng)；當(dāng)玻璃溫度低于880°F時(shí)（玻璃是彈性材料），兩個(gè)窄條實(shí)際上是連在一起的，并且窄條"b"阻止窄條"a"的膨脹。這樣窄條"a"受到的是壓應(yīng)力，窄條"b"受到的是張應(yīng)力。
　　簡(jiǎn)而言之：玻璃溫度低于880°F=470°C
　　a)較熱的窄條受到的是暫時(shí)壓應(yīng)力。
　　b)較冷的窄條受到的是暫時(shí)張應(yīng)力。
　　相同原因下，結(jié)果相反，這就要取決于溫度。
　　玻璃炸裂常常發(fā)生在冷卻區(qū)（退火窯出口和與切割區(qū)之間），有時(shí)很難知道調(diào)整必須是在退火區(qū)還是在冷卻區(qū)（高于或低于880°F-470°C）。
　　3.應(yīng)力的測(cè)量
　　I.在線:用Senarmont儀器。在這里為你顯示了玻璃帶橫向應(yīng)力曲線；
　　偏振光通過(guò)玻璃時(shí)即在玻璃帶上進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)量。玻璃帶上理想的橫向應(yīng)力是
　　全部的壓應(yīng)力總量總是等于全部張應(yīng)力的總量，這就意味著如果在玻璃帶邊部存在太大的壓應(yīng)力，那么同樣在玻璃帶中部存在太大的張應(yīng)力。
　　通過(guò)在熱態(tài)和冷態(tài)的應(yīng)力曲線測(cè)量將會(huì)為你顯示退火窯中存在問(wèn)題之所在。
　　舉例：在玻璃帶中部張應(yīng)力太大，則玻璃板就會(huì)很不好切割。
　　II.樣品：用Babinet儀器。
　　這種測(cè)量的結(jié)果是顯示玻璃中厚度方向的應(yīng)力，應(yīng)力曲線通常為：
　　
　　在玻璃板中存在太高的張應(yīng)力-σt-（隨厚度而定）會(huì)給切割帶來(lái)許多問(wèn)題（出現(xiàn)"糖狀物"）。始終要記住如果σt太高，也就意味著樣品外表面處的壓應(yīng)力也會(huì)很高。
　　那么，玻璃的斷裂將不按照你想要的地方即按照切痕進(jìn)行斷開(kāi)，而是在另外的某個(gè)地（理由見(jiàn)"切割問(wèn)題"這一節(jié)）。
　　注意：玻璃的切割總是會(huì)釋放這塊玻璃內(nèi)部的應(yīng)力--
　　當(dāng)切割玻璃時(shí)，我們釋放了表面的壓應(yīng)力--從曲線①到曲線②。在玻璃強(qiáng)度不太大時(shí)，玻璃可以沿著切痕斷開(kāi)。如果在玻璃板外表面還存在著很大的壓應(yīng)力的話，那么玻璃就不會(huì)沿著切痕斷開(kāi)。