《无机非金属材料概论》第4章玻璃退火与淬火.ppt

第4章玻璃退火与淬火 4.1 玻璃的应力 玻璃中的应力分为 热应力 暂时应力 永久应力 结构应力 机械应力 4.1.1玻璃中的热应力: 玻璃中由于温度差而产生的应力，称为热应力。又分为暂时应力和永久应力 1.暂时应力 热应力随着温度梯度的存在(或消失)而存在(或消失)，所以称为暂时应力。 玻璃成型与热处理 表面 内部 2.永久应力 什么是永久应力：常温下，玻璃内外层温度均衡后，（即温度梯度消失后），仍然残留的热应力称为永久应力(也叫做残余应力)。 表面 表面 内部 2.永久应力 影响玻璃永久应力的因素：与冷却速度，温度梯度，粘度，制品厚度有关 永久应力对制品的影响: 加工或使用中炸裂 产生双折射影响光学仪器的工作精度 封接、套料中也产生永久应力 4.1.2 玻璃中的结构应力 由化学组成不均引起结构上的不均所致 4.1.3 机械应力 由施加外力产生的 4.2 玻璃的退火 什么是玻璃的退火？ 玻璃退火就是消除玻璃中的永久应力。 玻璃的退火就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程。 玻璃退火原理: 玻璃在转变温度Tg以下的相当温度范围内，玻璃中的质点仍能进行调整，而玻璃的粘度值又相当大，不致于造成可测出的变形，因此可以在该温度区内进行退火 玻璃退火温度的确定： 玻璃的最高退火温度是指在该温度下保持3min能消除95%应力，定为退火上限(相当于转变温度) 最低退火温度指在该温度下保温3min仅能消除5%应力，为退火下限(对应于10 13·6 pa·s粘度值即玻璃的应变点)。 玻璃退火温度: 退火温度：通常选择在最高退火温度与最低退火温度之间。 化学组成不同的玻璃具有不同的退火温度 玻璃退火过程包括: 1.应力的减弱和消失(退火温度和时间) 2.冷却时的应力控制(冷却速度) 玻璃的退火工艺按温度和时间的变化可分为： 一次退火 二次退火 精密退火(光学玻璃采用)等三种 在退火温度区域内将玻璃保持相当长的时间,使它的各部分的结构匀一，达到该温度下的平衡状态，然后以最小的温差进行降温，这个过程称为玻璃的精密退火。 玻璃退火制度的拟订: 1.加热阶段 2.均热阶段 3.慢冷阶段 4.快冷阶段 按退火设备不同又分为 连续退火 间隙退火两类。 4.3玻璃的淬火 玻璃的淬火(玻璃物理钢化）: 将玻璃加热到一定的温度，然后将玻璃迅速冷却，使玻璃内产生很大的永久应力 钢化玻璃: 通过玻璃淬火，在冷却后，使玻璃内部具有均匀分布的内应力，从而提高玻璃的强度和热稳定性，这种淬火玻璃称为钢化玻璃 载荷 载荷 钢化玻璃 钢化玻璃 普通玻璃 张应力 压应力 淬火玻璃（钢化玻璃）的特性: 抗弯强度 抗冲击强度 热稳定性 其他性能（安全性） 但是，钢化玻璃不般不能再进行切割 玻璃的淬火工艺 风冷 液冷 影响玻璃物理钢化的因素: 1.淬火温度 2.冷却速度 3.玻璃的化学组成 4.玻璃的厚度 * *