Wyżarzanie szkła to proces obróbki cieplnej mający na celu zmniejszenie lub wyeliminowanie trwałych naprężeń powstających w procesie formowania szkła lub obróbki na gorąco oraz poprawę właściwości użytkowych szkła.Prawie wszystkie produkty szklane wymagają wyżarzania, z wyjątkiem włókna szklanego i małych, pustych w środku produktów cienkościennych.
Wyżarzanie szkła polega na ponownym podgrzaniu wyrobów szklanych poddawanych trwałym naprężeniom do temperatury, w której mogą poruszać się cząstki wewnątrz szkła, i wykorzystaniu przemieszczenia cząstek do rozproszenia naprężeń (tzw. relaksacji naprężeń) w celu wyeliminowania lub osłabienia naprężeń trwałych.Szybkość relaksacji naprężeń zależy od temperatury szkła, im wyższa temperatura, tym większa szybkość relaksacji.Dlatego kluczem do uzyskania dobrej jakości wyżarzania szkła jest odpowiedni zakres temperatur wyżarzania.
Wyżarzanie szkła odnosi się głównie do procesu umieszczania szkła w piecu do wyżarzania na wystarczająco długi czas, aby ostygło w zakresie temperatur wyżarzania lub przy małej prędkości, tak aby nie były już generowane stałe i tymczasowe naprężenia przekraczające dopuszczalny zakres lub aby Naprężenia termiczne powstające w szkle są redukowane lub eliminowane w miarę możliwości.Podczas produkcji mikrokulek szklanych, gdy najważniejszym punktem jest wyżarzanie szkła, produkty szklane poddawane formowaniu w wysokiej temperaturze, w procesie chłodzenia będą wytwarzać różne stopnie naprężeń termicznych, a to nierównomierne rozłożenie naprężeń termicznych znacznie zmniejszy wytrzymałość mechaniczną i stabilność termiczną produktu, jednocześnie na rozszerzalność szkła, gęstość, stałe optyczne mają wpływ, przez co produkt nie może osiągnąć celu użytkowania.
Celem wyżarzania wyrobów szklanych jest zminimalizowanie lub osłabienie naprężeń własnych w wyrobach i niejednorodności optycznej oraz stabilizacja wewnętrznej struktury szkła.Struktura wewnętrzna wyrobów szklanych bez wyżarzania nie była w stanie stabilnym, takim jak zmiana gęstości szkła po wyżarzaniu.(Gęstość wyrobów szklanych po wyżarzaniu jest większa niż gęstość przed wyżarzaniem) Naprężenia wyrobów szklanych można podzielić na naprężenia termiczne, naprężenia strukturalne i naprężenia mechaniczne.
Dlatego kluczem do uzyskania dobrej jakości wyżarzania szkła jest odpowiedni zakres temperatur wyżarzania.Wyższa niż graniczna temperatura wyżarzania szkło złagodzi odkształcenie: poniżej wymaganej temperatury wyżarzania strukturę szkła można faktycznie uznać za stałą, cząstka wewnętrzna nie może się poruszać, nie może rozproszyć ani wyeliminować naprężeń.
Szkło utrzymuje się w zakresie temperatur wyżarzania przez pewien okres czasu, tak aby pierwotne naprężenia trwałe zostały usunięte.Następnie szkło należy schłodzić z odpowiednią szybkością chłodzenia, aby mieć pewność, że w szkle nie powstaną żadne nowe, trwałe naprężenia.Jeżeli szybkość chłodzenia jest zbyt duża, istnieje możliwość ponownego wygenerowania naprężenia trwałego, co gwarantuje powolny etap chłodzenia w systemie wyżarzania.Etap powolnego chłodzenia musi być kontynuowany do minimalnej temperatury wyżarzania poniżej.
Gdy szkło zostanie schłodzone poniżej temperatury wyżarzania, wygenerowane zostanie jedynie tymczasowe naprężenie, aby zaoszczędzić czas i zmniejszyć długość linii produkcyjnej, ale należy również kontrolować pewne chłodzenie zbyt szybko, co może spowodować, że tymczasowe naprężenie będzie większe niż ostateczna wytrzymałość szkła samo szkło i doprowadzić do rozerwania produktu.
Czas publikacji: 27 lutego 2023 r
