簡　介:

　　摘 要：由于玻璃自身特性決定了它的不良導熱性，從而導致玻璃在退火過程中因為溫度差必然存在著應力。本文根據玻璃的退火理論結合示意圖論述了浮法玻璃在退火過程中永久應力與暫時應力產生的機理，并結合應力的測量簡介了應力對玻璃切割的影響。

　　關鍵詞 退火窯 永久應力 暫時應力 張應力 壓應力

　　1.永久應力與暫時應力：

　　880°F (470°C)以下，退火窯用于冷卻玻璃，這樣做的方法是試圖保持橫向（橫越玻璃帶）溫度曲線良好的均勻性來避免破損。

　　冷卻過程發生的一切都是暫時的，這意味著在冷卻的玻璃中找不到暫時過程產生的應力，這就是為什么把這些條件叫暫時應力。即使當玻璃內外層溫度一致時，暫時應力消失也必須注意，因為暫時應力超過抗張強度會使玻璃破碎。

　　永久應力不能太大，不然切割或再切割時就會出現許多問題。注意：暫時應力也不能太，否則玻璃就會破碎。

　　當玻璃的厚度向和橫向還沒達到一個相等的溫度即環境溫度時，暫時和永久應力兩者存在，即使永久應力已至一個比較好的值（在切割區1小時測冷卻的玻璃）因為暫時應力仍很大，所以仍會遇到切割問題。

　　退火理論表明永久應力（保持在玻璃內）等于退火中松馳的應力總量，但符號相反。這 意味著在退火中，松馳10毫微米/厘米的壓應力，則玻璃在達到外界溫度時，就有10毫微米/厘米的張應力。

　　那么（1）在退火中松馳應力越小，在溫度等于周圍溫度時，存在玻璃中的應力就越小； 就是說退火越好。但出現薄弱區域即結石、夾雜物或粘錫時，玻璃將會炸裂。因而在退火區后的冷卻區必須小心操作。

　　（2）反過來說：退火不好的玻璃很結實并能承受因冷卻區域溫度梯度很大的熱沖擊； 但應力太大，切割會很困難。

　　2. 永久應力與暫時應力產生原因：

　　I．玻璃溫度高于880°F (470°C):玻璃是塑性材料。

　　例如: 圖1.


如果玻璃溫度高于880°F,窄條"a"比窄條"b"熱，那么窄條"a就比窄條"b"長；這是因為：窄條"b"不能防止窄條"a"的膨脹（玻璃處于可塑狀態）。

　　在溫度穩定期間（低于880°F）窄條"a"試圖比窄條"b"收縮的大。這是因為它們的收縮與長度成正比，當玻璃溫度低于880°F時，變化類似彈性材料，而且窄條"a"和窄條"b"實際上是連接在一起的，所以窄條"b"阻止窄條"a"的收縮，這樣窄條"a"受的是張應力，窄條"b"受的是壓應力。

　　簡而言之：玻璃溫度高于880°F=470°C a） 較熱的窄條在常溫后將是受張應力（永久的）。 b） 較冷的窄條在常溫后將是受壓應力（永久的）。

　　II．玻璃溫度低于880°F (470°C):玻璃是一種"彈性材料"。

　　例如: 圖2.


如果玻璃溫度低于880°F，窄條"a"比窄條"b"熱，則窄條"a"將會比窄條"b"長；當玻璃溫度低于880°F時（玻璃是彈性材料），兩個窄條實際上是連在一起的，并且窄條"b"阻止窄條"a"的膨脹。這樣窄條"a"受到的是壓應力，窄條"b"受到的是張應力。

　　簡而言之：玻璃溫度低于880°F=470°C

　　a) 較熱的窄條受到的是暫時壓應力。

　　b) 較冷的窄條受到的是暫時張應力。

　　相同原因下，結果相反，這就要取決于溫度。

　　玻璃炸裂常常發生在冷卻區（退火窯出口和與切割區之間），有時很難知道調整必須是在退火區還是在冷卻區（ 高于或低于880°F-470°C）。

　　3. 應力的測量

　　I. 在線 : 用Senarmont儀器。 在這里為你顯示了玻璃帶橫向應力曲線；見圖3：

偏振光通過玻璃時即在玻璃帶上進行了應力測量。玻璃帶上理想的橫向應力是--見圖4：


全部的壓應力總量總是等于全部張應力的總量，這就意味著如果在玻璃帶邊部存在太大的壓應力，那么同樣在玻璃帶中部存在太大的張應力。

　　通過在熱態和冷態的應力曲線測量將會為你顯示退火窯中存在問題之所在。

　　舉例：在玻璃帶中部張應力太大，則玻璃板就會很不好切割。見圖5：


II. 樣品：用Babinet儀器。

　　這種測量的結果是顯示玻璃中厚度方向的應力，應力曲線通常為：如圖6所示：


在玻璃板中存在太高的張應力-σt-（隨厚度而定）會給切割帶來許多問題（出現"糖狀物"）。始終要記住如果σt太高，也就意味著樣品外表面處的壓應力也會很高。

　　那么，玻璃的斷裂將不按照你想要的地方即按照切痕進行斷開，而是在另外的某個地（理 由見"切割問題"這一節）。

　　注意：玻璃的切割總是會釋放這塊玻璃內部的應力--見圖7：

當切割玻璃時，我們釋放了表面的壓應力--從曲線①到曲線②。在玻璃強度不太大時，玻璃可以沿著切痕斷開。如果在玻璃板外表面還存在著很大的壓應力的話，那么玻璃就不會沿著切痕斷開。