應力的分類
1、結構應力:是由于玻璃的化學成分不均所造成的。
2、機械應力:是在一定的機械力作用于玻璃板面時玻璃內部產生的應力。
3、熱應力:是溫度差所造成的應力。
大家都知道玻璃的抗壓強是擴張強度的10倍,由于玻璃在退火冷卻過程中存在著厚度方向上的溫差,就是冷卻速度不大,厚度方向上也會有溫度梯度,表面溫度低,內層溫度高。在逐漸降至室溫時,因玻璃由塑性變為彈性,分子由能動到不動,表面先硬,內層漸硬,再加上表面降溫少、收縮少、內層降溫多,收縮多。致使表面受壓應力,內部受張應力。張應力永久在,應力過大就會引起玻璃帶彎曲,所以在退火氏要求溫差要小,冷卻速度要慢。
玻璃在退火區域冷卻時,只要冷卻速度大于0,就會產生永久應力。在緩慢冷卻帶則會產生暫時。殘余內應力的產生是由于熱彈性應力松馳的結果。熱彈性應力松弛的部分越大,則冷卻后玻璃中殘留內應力就越大。玻璃在溫度低于退火溫度下限以后冷卻,才不再產生殘留的永久應力,因為此時熱彈性應力實際上不可能松馳。在退火象牙塔仙,內應力的產生決定于兩個因素:一是冷卻速度,二是玻璃在退火溫度下冷卻過程中熱彈性應力的松馳速度。因此,玻璃退火的主要關鍵是如何正確地確定和控制玻璃在退火區域內的冷卻。在計算殘余應力存在的大小時,實際上不可能準確地計算出玻璃在退火區域內冷卻時熱彈性應力松馳并轉變為殘留永久應力的那一部分應力。在計算中只是考慮產生永久應力的最大可能性,也就是玻璃中熱彈性應力完全松馳。根據阿達姆斯和威廉遜公式。可求得玻璃在退火區域內允許冷卻的速度。
對一般退火允許的冷卻速度公式為n=8/13a2℃/分
對精細退火允許的冷卻速度公式為:n=8/26a2℃/分
式中8—光程差,(毫微米/厘米)a—玻璃板的半厚(厘米)
A 暫時應力:玻璃在退火下限以下對其加熱或冷卻時,其便面和內部必然會產生一定的溫度差,就必然會產生不一樣的體積膨脹或收縮就必然會產生應力,這種應力發生于玻璃的彈性變形范圍之內,應力會隨著溫度差的消失而消失,我們叫它為暫時應力。
B 永久應力:在退火的上限——下限之間對玻璃進行冷卻,由于玻璃此時處于半塑性狀態,所產生的應力會通過分子的移動而得以消除,這部分消失的應力,在玻璃冷卻到室溫以后無法與下限以后形成的暫時應力相互抵消,而永久存在于玻璃體中,我們稱之為永久應力。
C 退火上限:(540——570℃)玻璃在此溫度保持兩分鐘應力可以消除95%的溫度范圍。
D 退火下限:(450——480℃)玻璃在此溫度保持兩分鐘應力可以消除5%的溫度范圍。
E 退火的目的:消除玻璃中的殘余應力和化學不均勻性,以穩定玻璃的內部結構。