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玻璃退火过程使内部压力,否则可能会让它容易破裂或应对小调粉碎机械或热冲击。这使得退火的至关重要的一步生产强劲,稳定,耐热玻璃。
为什么退火?
身体上来说,玻璃是一种非比寻常的材料。大多数固体材料明显“命亚博网站下载令”,其组成分子或原子在一个常规安排,重复模式称为晶体晶格。但是玻璃的分子遵循不同的规则集:,根据定义,无序。
事实上,固体玻璃分子排列类似于液体,除了他们在的地方是固定的,不能移动。据说,玻璃是一种非晶态固体。
水晶固体和非晶态固体的反应(即。、眼镜),加热后,大大不同。水晶固体加热时,他们经历了自发的相变融化温度。
例如,在1°C,水是一个有序晶体(冰)。在1°C,它是一个完全无序的液体。但是,当玻璃加热,缺乏突然相变。相反,它非常逐渐变换对液态。
这种稳定降低粘度随着温度的增加是由于玻璃化转变(转换),它的一个主要特点的玻璃。2
玻璃转变温度基本上可以认为是液体转化成固体的温度冷却或相对当固体开始表现得像个粘弹性固体加热。
玻璃和形成在极高的温度下工作,其粘度很低。快速冷却(过冷),玻璃变得越来越严格的无序分子仅仅成为固定在他们的位置。
当这发生时,内部压力可以成为固化玻璃包裹。结果是非常脆弱的玻璃,很容易破碎。的退火过程中使制造商能够消除内应力,生产经久地强玻璃适用于广泛的应用。
退火是什么?
从根本上说,玻璃退火冷却控制减少内应力的成品。1退火通常发生在玻璃生产过程中两个点之一:
- 在众多制造工艺(浮法玻璃等过程),高温玻璃逐渐冷却后,玻璃化转变温度。这被称为退火。
- 在一些玻璃形成过程中,例如,玻璃吹制玻璃,自然冷却后形成。在这些情况下,退火是由加热玻璃的玻璃转变温度,然后让它在受控的环境中逐渐冷却。这个过程通常称为再次退火直接区别于退火。
玻璃是否连续退火或再退火,基本原则是相同的:在特定温度范围称为退火温度(玻璃化转变温度附近),玻璃足够柔软,内部压力可以通过微观分子转移放松,但刚性不够,它不自然重力下变形。
逐步降低玻璃的退火温度的温度意味着有足够的时间让热量,分布均匀,和分子能够找到他们最稳定的冷却玻璃内的位置。3
一旦玻璃通过所谓的应变点,此时通常微观流动停止,和分子是固定的,玻璃可迅速回到室温冷却。冷却这个渐进病房的玻璃形成的压力和确保没有“弱点”完成的玻璃。
退火玻璃的性质
残余应力在un-annealed玻璃通常意味着它可以将裂缝甚至粉碎在处理(有时是自发)。
退火玻璃更耐用,比un-annealed玻璃,使其适用于切割和钻孔过程;等传统的应用程序和使用windows和结构元素。
当一个统一实现玻璃中的应力分布,它有能力抵抗热冲击。这意味着退火生产起着至关重要的作用的实验室的器具和瓶子用于食品加工。
在光学眼镜退火方面发挥了独特的作用。光学应用程序需要极低折射率的空间变化,这只能通过一个非常统一的结构状态。
光学玻璃容忍许多数量级残余应力低于普通玻璃器皿,所以“fine-anneal”是至关重要的光学玻璃在更长的时期。例如,普通玻璃器皿通常可以在数小时内退火;但光学退火可能发生在几周甚至几个月,使压力的极小化。
Fine-annealed眼镜提供一致的和良好的折射率,可地面和抛光玻璃没有导致不必要的双折射。
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引用
- Narayanaswamy o . s .退火的玻璃。在玻璃科学和技亚博老虎机网登录术3卷275 - 318(爱思唯尔,1986)。
- 戴尔,j . C。讨论会 :glass-forming液体的玻璃化转变和弹性模型。启Mod。物理。78年,953 - 972 (2006)。
- 沃格尔,W。玻璃的化学。施普林格科学与商业媒亚博老虎机网登录体,2012)。
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