浮法玻璃退火工艺.pptx
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1、浮法玻璃退火工艺胡文斌 浮法玻璃退火工艺 3456退火基本原理 退火实践操作与分析 退火应力分析 退火窑的分类与结构退火温度的设计依据12345退火窑的长度与生产能力有关 一了解几个概念1、什么是玻璃的退火 为了减少或消除玻璃制品在成型或热加工后,由于冷却过程内外温差而残留的永久应力,在玻璃的一定温度范围内相当于10131014泊温度进行热处理的过程称退火。2、退火的目的?运用降温手段和合理的降温速度,在一定允许的范围内,减少玻璃剩余应力,稳定玻璃内部结构和光学不均匀性。一了解几个概念3、应变点Ts470 此温度下玻璃为弹性体,质子不能移动,由温差引起的弹性变形或应力,会伴随温差的消失而消除,
2、只会产生暂时应力。4、转变点Tg514 此温度下玻璃为半塑性体,质子会移动,由温差引起的应力,会因为质子移动的关系而松弛一局部,松弛的越多玻璃最后产生的永久应力越大,是很重要的温度。5、退火上限:玻璃在此温度保持3min,应力消除95%的温度范围,540-570 6、退火下限:玻璃在此温度保持3min,应力消除5%的温度范围,450-480 永久应力与上下限温度范围内的降温速度有太大的关系 一了解几个概念弹塑性体弹性体亚刚性刚性 玻璃在冷却过程中,黏度呈指数剧增。温度由516.05 降至常温,t486.05,物理特性却呈现出连续、渐变的规律。整个退火的过程是“应力与应变成正比关系的刚体。位移终
3、止,应力松弛现象消失,不可逆转的永久应力被固定,如与此后的暂时应力在矢量重合部位互相叠加。当单种应力或叠加应力超过玻璃的抗拉强度时,玻璃会炸裂。退火基本原理1自由流动的熔体完全弹性体高黏滞塑性体过渡为完全弹塑性体弹性体初态弹塑性体缓慢均热退火前成型成型前重要玻璃应力结构应力热应力机械应力永久应力暂时应力板芯应力板芯应力平面应力平面应力2退火应力分析应力分类暂时应力:随温度梯度的存在而存在,随温度梯度消失而消失的热应力。永久应力:当高温玻璃经过退火后冷却至常温并到达温度均衡后,仍存在于玻璃中的热应力,也称为剩余应力或内应力。永久应力产生原因分析玻璃是热的不良导体,在冷却过程中,相邻的地方不可能是
4、同一个降温速度,这就注定在过程中会存在温差,这个温差,决定了谁先进行到刚性体的先后顺序,最终反映出有的地方分子停止位移,有的地方还可以位移,这种位移差将,导致在同一块玻璃上的应力松弛的不同,从而产生永久应力。永久应力大小和产生是分子位移的结果板芯永久应力 外表永久压应力产生了,边松也是这个道理-表示张应力+表示压应力10-3=-77710-3=-7450 450 400 400 550 550 550 550 10-10-101030 30 30 30 30 80 80 30 应力合=10+-7=+3数字只示意应力大小边部变长平面永久应力左右左中右中550 550 550 550 550 55
5、0 550 550 不会有应力分子移动相同分子都不移动应力永久存在30 30 400 400+3+3450 以上产生永久应力,以下不会板边长于板中部应力合-10+7=-3=应力松弛的量无论何应力都不能超过极限,包括两者应力的叠加30 450 450-3-330 永久应力与什么有关 1.与厚度有关 2.与退火区纵向冷却速度有关 3.与退火区横向冷却速度有关 4.与退火区上下冷却速度有关 1.对切裁的断面质量影响很大 2.对玻璃的深加工影响很大永久应力描述 在玻璃退火的整个冷却过程中,玻璃体的弹性体转化过程是有内外差异的,外层冷却速率高与内层,会提前收缩,密度增加,转化为弹性体。这种收缩对中心层分
6、子形成向内的压力,使中心层受压应力,外层受中心层的抵抗受张应力。当中心层随温度降低转化为弹性体时,质点的网络结构收缩就会受外表层提前固化的固态性质的强烈抑制,使热能不能释放,而转化成质点间离子键能,使中心层网络结构松驰,密度降低,质点间存在拉应力。则构成中心层受拉应力,外表层受压应力,这种力永久存在。30 80 80 30 450 450 450 450 30 30 30 30+10+10450 以下所产生应力随温差消失而消失板边短于板中部10+-10=0无论何应力都不能超过极限,包括两者应力的叠加暂时应力产生原因分析+10+10-10-10板边=板中部-10-1030 30-10暂时应力的描
7、述 在玻璃低于下限温度冷却时,外层收缩量暂时大于内层,此时因是完全的弹性体,玻璃的外层的收缩会受到内层的阻碍,而使外层受到向外的推力而产生了张应力,内层相反,应力的大小从张应力到压应力呈抛物线对称分布。在某一点时压应力和张应力大小相等,应力方向相反,相互抵消为零成为称中性层。玻璃在降到室温前,会产生新的相反的应力,此时新的应力逐渐增大,原来的应力逐渐减小,直到温差消失,两种相反的应力同时泯灭。退火温度的设计依据3 玻璃退火的起始黏度以不使制品发生变形为准,这是由高温高效退火理论决定的,就 浮法玻璃而言1010.82 11,600 595。弹性体初态弹塑性体高黏滞塑性体自由流动的熔体完全弹性体过
8、渡为完全弹塑性体玻璃的六个物理特性两个阶段之退火阶段之三个状态最佳次佳最次 595 516 玻璃作结构调整,减小不可逆转的结构差所致的永久应力,符合制品的规定值。分别与弹塑性体、弹性体初态和亚刚体的三种物理特性相对应。退火四个状态特征 结构基团位移转为分子位移。黏度剧增使位移活度锐减,减小结构差的调整明显削弱。玻璃在弹性体初态阶段处于次佳退火状态。最正确退火状态弹塑性体 温差所致的结构差是玻璃冷至弹塑性体时就开始产生。此时玻璃的黏度较低,结构基团位移活度大,在均匀的温度场作“顺向位移结构调整容易进行,减小结构差的效果最好,对减小永久应奉献最大。次佳退火状态弹性体初态 这时,1014.5位移终止
9、,结构调整停顿,广义的应力松弛现象消失。结构差引起的永久应力被固定,只有分子震动,是单纯的应力与应变成正比关系的刚体。温差只产生暂时应力。玻璃处于暂时应力活泼,并与永久应力相叠加的后续退火阶段。最次退火状态亚刚体分子位移活度几近衰竭,结构调整近乎停顿,减小结构差的成效甚微。后续退火状态完全刚体退火四个状态特征后续退火状态(完全刚体)最次退火状态(亚刚体)次佳退火状态(弹性体初态)最佳退火状态(弹塑性体)516-480 545-516 568-545 600-568 这不是A/B/C的分区哦四个状态的关系 看一看、比一比哪个区重要 B区 A区600-550 550480600-568 545-5
10、16 516-480 568-545最正确退火状态100%次佳退火状态79.5%次佳退火状态20.5%最次最正确退火状态100%后续退火状态51%退火阶段温降84 温降50 占59.6%温降34 占40.4%看来A 区要重要些退火窑设计理念以A区600-550 为“重心集中了最正确和次佳退火状态B区550480,减负7.14%也得益颇多C区480390,减负10%意义重大挖掘换热效率高的Ret区之潜力,以改善其余各区的工况从 从“六个物理特性 六个物理特性阶段、两个退火阶 阶段、两个退火阶段和四种退火状态 段和四种退火状态,得到了浮法玻,得到了浮法玻璃退火窑设计的技 璃退火窑设计的技术路线,要
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