玻璃生產(chǎn)原理及所用工藝 制造鋼化玻璃分幾個(gè)階段

        現(xiàn)如今，玻璃越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞，不但有磨砂玻璃、熱熔玻璃、彩繪玻璃等裝飾效果較強(qiáng)的藝術(shù)玻璃，還有各種功能型玻璃，例如隔音降噪的夾膠玻璃、中空玻璃和隔熱阻燃的防火玻璃等。本篇文章將介紹玻璃生產(chǎn)原理及所用工藝，以及制造鋼化玻璃分幾個(gè)階段，幫助大家增廣見(jiàn)聞。

一、玻璃生產(chǎn)原理及所用工藝

        原理:

        普通的浮法玻璃的主要成分是硅酸鈣和硅酸鈉,主要反應(yīng)如下:

        Na2CO3SiO2 =(高溫)Na2SiO3CO2

        CaCO3SiO2=(高溫)CaSiO3CO2

        工藝:

        主要包括:①原料預(yù)加工.將塊狀原料(石英砂、純堿、石灰石、長(zhǎng)石等)粉碎,使潮濕原料干燥,將含鐵原料進(jìn)行除鐵處理,以保證玻璃質(zhì)量.②配合料制備.③熔制.玻璃配合料在池窯或坩堝窯內(nèi)進(jìn)行高溫(1550~1600度)加熱,使之形成均勻、無(wú)氣泡,并符合成型要求的液態(tài)玻璃.④成型.將液態(tài)玻璃加工成所要求形狀的制品,如平板、各種器皿等.⑤熱處理.通過(guò)退火、淬火等工藝,清理或產(chǎn)生玻璃內(nèi)部的應(yīng)力、分相或晶化,以及改變玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài).

二、制造鋼化玻璃分幾個(gè)階段

        鋼化玻璃是將玻璃加熱到接近軟化化溫度(這時(shí)處于粘性流動(dòng)狀態(tài))——這個(gè)溫度范圍我們稱為鋼化溫度范圍(620℃—640℃), 保溫一定時(shí)間,然后驟冷而成的,下面簡(jiǎn)單敘述鋼化玻璃在加熱和驟冷過(guò)程中的溫度變化及應(yīng)力形成過(guò)程.

        a. 開(kāi)始加熱階段:

        玻璃片由室溫進(jìn)入鋼化爐加熱,由于玻璃是熱的不良導(dǎo)體,所以此時(shí)內(nèi)層溫度低,外層溫度高,外層開(kāi)始膨脹,內(nèi)層未膨脹,所以此時(shí)外 層的膨脹受到內(nèi)層的舒緩表面產(chǎn)生了暫時(shí)的壓應(yīng)力,中心層為張應(yīng)力,由于玻璃的抗壓縮度高,所以雖然快速加熱,玻璃片也不破碎.

        注:從這里可以了解到玻璃一進(jìn)爐,由于玻璃內(nèi)外層有溫差造成了,玻璃內(nèi)外層的應(yīng)力,因此厚玻璃要加熱慢一點(diǎn),溫度低一點(diǎn),否則因 內(nèi)外溫差太而造成玻璃在爐內(nèi)破裂.

        b. 繼續(xù)加熱階段:

        玻璃繼續(xù)加熱,玻璃內(nèi)外層溫差縮小等內(nèi)外層都達(dá)到鋼化溫度時(shí)玻璃板內(nèi)等應(yīng)力.

        c. 開(kāi)始驟冷階段(在開(kāi)始吹風(fēng)的前1.5—2秒)

        玻璃片由鋼化爐進(jìn)入風(fēng)柵吹風(fēng),表面層溫度下降低于中心溫度,表面開(kāi)始收縮,而中心層沒(méi)有收縮,所以表面層的收縮受到中心層的舒緩 ,使表面層受到暫時(shí)張應(yīng)力,中心層形成壓應(yīng)力.

        d. 繼續(xù)驟冷階段:

        玻璃內(nèi)外層進(jìn)一步驟冷,玻璃表面層已硬化(溫度已降到500℃以下),停止收縮,這時(shí)內(nèi)層也開(kāi)始冷卻、收縮,而硬化了的表面層抑 制了內(nèi)層的收縮,結(jié)果使表面層產(chǎn)生了壓應(yīng)力,而在內(nèi)層形成了張應(yīng)力.

        e. 繼續(xù)驟冷(12秒內(nèi))

        玻璃內(nèi)外層溫度都進(jìn)一步降低,內(nèi)層玻璃在此時(shí)降到500℃左右,收縮加速,在這個(gè)階段外層的壓應(yīng)力,內(nèi)層的張應(yīng)力已基本形成,但 是中心層還比較軟,尚未完全脫離粘性流動(dòng)狀態(tài),所以還不是完全的應(yīng)力狀態(tài).

        f. 鋼化完成(20秒內(nèi))

        這個(gè)階段內(nèi)外層玻璃都完全鋼化,內(nèi)外層溫差縮小,鋼化玻璃的應(yīng)力形成,即外表面為壓應(yīng)力,內(nèi)層為張應(yīng)力

相關(guān)概念

玻璃

        玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來(lái)隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。

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