应力的分类
1、结构应力:是由于玻璃的化学成分不均所造成的。
2、机械应力:是在一定的机械力作用于玻璃板面时玻璃内部产生的应力。
3、热应力:是温度差所造成的应力。
大家都知道玻璃的抗压强是扩张强度的10倍,由于玻璃在退火冷却过程中存在着厚度方向上的温差,就是冷却速度不大,厚度方向上也会有温度梯度,表面温度低,内层温度高。在逐渐降至室温时,因玻璃由塑性变为弹性,分子由能动到不动,表面先硬,内层渐硬,再加上表面降温少、收缩少、内层降温多,收缩多。致使表面受压应力,内部受张应力。张应力永久在,应力过大就会引起玻璃带弯曲,所以在退火氏要求温差要小,冷却速度要慢。
玻璃在退火区域冷却时,只要冷却速度大于0,就会产生永久应力。在缓慢冷却带则会产生暂时。残余内应力的产生是由于热弹性应力松驰的结果。热弹性应力松弛的部分越大,则冷却后玻璃中残留内应力就越大。玻璃在温度低于退火温度下限以后冷却,才不再产生残留的永久应力,因为此时热弹性应力实际上不可能松驰。在退火象牙塔仙,内应力的产生决定于两个因素:一是冷却速度,二是玻璃在退火温度下冷却过程中热弹性应力的松驰速度。因此,玻璃退火的主要关键是如何正确地确定和控制玻璃在退火区域内的冷却。在计算残余应力存在的大小时,实际上不可能准确地计算出玻璃在退火区域内冷却时热弹性应力松驰并转变为残留永久应力的那一部分应力。在计算中只是考虑产生永久应力的最大可能性,也就是玻璃中热弹性应力完全松驰。根据阿达姆斯和威廉逊公式。可求得玻璃在退火区域内允许冷却的速度。
对一般退火允许的冷却速度公式为n=8/13a2℃/分
对精细退火允许的冷却速度公式为: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 暂时应力:玻璃在退火下限以下对其加热或冷却时,其便面和内部必然会产生一定的温度差,就必然会产生不一样的体积膨胀或收缩就必然会产生应力,这种应力发生于玻璃的弹性变形范围之内,应力会随着温度差的消失而消失,我们叫它为暂时应力。
B 永久应力:在退火的上限——下限之间对玻璃进行冷却,由于玻璃此时处于半塑性状态,所产生的应力会通过分子的移动而得以消除,这部分消失的应力,在玻璃冷却到室温以后无法与下限以后形成的暂时应力相互抵消,而永久存在于玻璃体中,我们称之为永久应力。
C 退火上限:(540——570℃)玻璃在此温度保持两分钟应力可以消除95%的温度范围。
D 退火下限:(450——480℃)玻璃在此温度保持两分钟应力可以消除5%的温度范围。
E 退火的目的:消除玻璃中的残余应力和化学不均匀性,以稳定玻璃的内部结构。