玻璃熱膨脹系數與應力的關(guān)系
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【中玻網(wǎng)】玻璃在成形時(shí)膨脹或熱收縮，以玻璃的熱膨脹系數表征。它與玻璃中應力的產(chǎn)生和玻璃制品尺寸的公差都有關(guān)系。玻璃在成形入模后，玻璃與模具壁表面接觸因冷卻而發(fā)生收縮，在較冷點(diǎn)上，玻璃表面層上收縮非常大，向厚度內部收縮就逐漸減小。這樣，玻璃表面就存在著(zhù)張應力。當玻璃仍處于液體狀態(tài)時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)，應力很快清理，但當玻璃部分地到達彈性固體狀態(tài)，同時(shí)模型因受熱膨脹，這時(shí)玻璃制品的收縮和鑄鐵模型的膨脹約有1%-2%的差值，這樣就在成形的玻璃制品上產(chǎn)生了殘余應力，易導致表面裂紋產(chǎn)生。因此在成形中應當考慮不產(chǎn)生缺點(diǎn)的應力清理速度問(wèn)題。這一點(diǎn)在實(shí)際的生產(chǎn)中也常在出模時(shí)就發(fā)現有玻璃制品炸裂，有時(shí)是在出模后送退火爐前炸裂。
在套料玻璃制品的生產(chǎn)中，由于玻璃的熱膨脹系數不匹配問(wèn)題，也常見(jiàn)成形操作過(guò)程中玻璃制品的炸裂發(fā)生。另外，在玻璃成形時(shí)，有時(shí)因玻璃組成中堿性氧化物含量過(guò)大，熱穩定性能下降，成形過(guò)程也會(huì )發(fā)生玻璃制品自炸現象。這就需要通過(guò)改變玻璃化學(xué)組成來(lái)提高玻璃熱穩定性能。
玻璃中因化學(xué)組成不均勻導致結構上不均勻而產(chǎn)生的應力，稱(chēng)為結構應力。結構應力屬較久應力。例如在玻璃的熔制過(guò)程中由于熔制均化不良，使玻璃中產(chǎn)生條紋和結石等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)的化學(xué)組成與主體玻璃不同，其膨脹系數亦有差異，如硅質(zhì)耐火材料結石的膨脹系數為6×l0-6℃-1，而一般玻璃為9×10-9℃-1左右。在溫度到達常溫后，由于不同膨脹系數的相鄰部分收縮不同，使玻璃產(chǎn)生應力。這種由于玻璃固有結構所造成的應力，顯然是不能用退火的辦法來(lái)清理的。在玻璃中只要有條紋、結石的存在，就會(huì )在這些缺點(diǎn)的內部及其周?chē)牟Ａw中引起應力。
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