簡　介:

　　摘 要：由于玻璃自身特性決定了它的不良導(dǎo)熱性，從而導(dǎo)致玻璃在退火過程中因為溫度差必然存在著應(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程中永久應(yīng)力與暫時應(yīng)力產(chǎn)生的機理，并結(jié)合應(yīng)力的測量簡介了應(yīng)力對玻璃切割的影響。

　　關(guān)鍵詞 退火窯 永久應(yīng)力 暫時應(yīng)力 張應(yīng)力 壓應(yīng)力

　　1.永久應(yīng)力與暫時應(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避免破損。

　　冷卻過程發(fā)生的一切都是暫時的，這意味著在冷卻的玻璃中找不到暫時過程產(chǎn)生的應(yīng)力，這就是為什么把這些條件叫暫時應(yīng)力。即使當玻璃內(nèi)外層溫度一致時，暫時應(yīng)力消失也必須注意，因為暫時應(yīng)力超過抗張強度會使{TodayHot}玻璃破碎。

　　永久應(yīng)力不能太大，不然切割或再切割時就會出現(xiàn)許多問題。注意：暫時應(yīng)力也不能太，否則玻璃就會破碎。

　　當玻璃的厚度向和橫向還沒達到一個相等的溫度即環(huán)境溫度時，暫時和永久應(yīng)力兩者存在，即使永久應(yīng)力已至一個比較好的值（在切割區(qū)1小時測冷卻的玻璃）因為暫時應(yīng)力仍很大，所以仍會遇到切割問題。

　　退火理論表明永久應(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，則玻璃在達到外界溫度時，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，在溫度等于周圍溫度時，存在玻璃中的應(yīng)力就越?。?就是說退火越好。但出現(xiàn)薄弱區(qū)域即結(jié)石、夾雜物或粘錫時，玻璃將會炸裂。因而在退火區(qū)后的冷卻區(qū)必須小心操作。

　　（2）反過來說：退火不好的玻璃很結(jié)實并能承受因冷卻區(qū)域溫度梯度很大的熱沖擊； 但應(yīng)力太大，切割會很困難。

　　2. 永久應(yīng)力與暫時應(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。

　　例如: 圖1.


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；這是因為：窄條"b"不能防止窄條"a"的膨脹（玻璃處于可塑狀態(tài)）{HotTag}。

　　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。這是因為它們的收縮與長度成正比，當玻璃溫度低于880°F時，變化類似彈性材料，而且窄條"a"和窄條"b"實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。

　　簡而言之：玻璃溫度高于880°F=470°C a） 較熱的窄條在常溫后將是受張應(yīng)力（永久的）。 b） 較冷的窄條在常溫后將是受壓應(yīng)力（永久的）。

　　II．玻璃溫度低于880°F (470°C):玻璃是一種"彈性材料"。

　　例如: 圖2.


如果玻璃溫度低于880°F，窄條"a"比窄條"b"熱，則窄條"a"將會比窄條"b"長；當玻璃溫度低于880°F時（玻璃是彈性材料），兩個窄條實際上是連在一起的，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壓應(yīng)力。

　　b) 較冷的窄條受到的是暫時張應(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；見圖3：

偏振光通過玻璃時即在玻璃帶上進行了應(yīng)力測量。玻璃帶上理想的橫向應(yīng)力是--見圖4：


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。

　　通過在熱態(tài)和冷態(tài)的應(yīng)力曲線測量將會為你顯示退火窯中存在問題之所在。

　　舉例：在玻璃帶中部張應(yīng)力太大，則玻璃板就會很不好切割。見圖5：


II. 樣品：用Babinet儀器。

　　這種測量的結(jié)果是顯示玻璃中厚度方向的應(yīng)力，應(yīng)力曲線通常為：如圖6所示：


在玻璃板中存在太高的張應(yīng)力-σt-（隨厚度而定）會給切割帶來許多問題（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行斷開，而是在另外的某個地（理 由見"切割問題"這一節(jié)）。

　　注意：玻璃的切割總是會釋放這塊玻璃內(nèi)部的應(yīng)力--見圖7：

當切割玻璃時，我們釋放了表面的壓應(yīng)力--從曲線①到曲線②。在玻璃強度不太大時，玻璃可以沿著切痕斷開。如果在玻璃板外表面還存在著很大的壓應(yīng)力的話，那么玻璃就不會沿著切痕斷開。