玻璃制品的退火处理

出处：按学科分类—工业技术 四川大学出版社《化学试剂技术管理应用手册》第287页（1494字）

不论是一次成形还是二次成形的玻璃制品几乎都要经过退火处理。玻璃在快速冷却时，表层和内层冷却速度有差异而产生内部应力，在喷灯上加工时，加热部分与未加热部分有一个很大的温差，因玻璃的热传导性很弱，在冷却过程中被加热部分剧烈收缩而未加热部分却不收缩，在它们之间相交处就产生了非常集中的强应力。有内部应力存在的玻璃在放置一段时间后，可能会在应力处自然断裂，这种现象叫做“延迟断裂”。退火就是把玻璃制品重新加温到退火温度后，再让它缓慢地冷却下来，以达到消除内部应力的目的。

(一)玻璃退火的方式

退火有两种方式：

第一种方式是利用退火炉进行退火。退火炉是用于玻璃退火的专用设备，常见退火炉有两种，“隧道”式和“窑炉”式。“隧道”式退火炉是一种类似隧道状的较长退火设备，一般有50m～70m长，内装移动缓慢的传送带。退火操作时，将玻璃制品放在传送带前端，然后缓慢送入隧道，温度渐高，到隧道内约三分之一处时达到退火温度，然后开始缓慢降温，由于传送带移动非常缓慢，玻璃在隧道内的时间很长，所以冷却速度慢而均匀，待移出“隧道”时已接近环境温度，退火完成。因它是连续工作方式，所以可对大量的产品进行连续不断的退火，它效率高，效果好，但耗能大。修建“隧道”式退火炉的费用较高，且很占地方，一般只有一些规模较大的玻璃厂才使用。“窑炉”的占地面积就相对小多了，修建的费用也较低，退火时，将玻璃制品有序地摆放在“窑”内，关闭炉门，然后加温至退火温度，并在此温度下保持一定时间，再经缓慢冷却到环境温度后取出。“窑炉”退火为非连续式，其效率不及“隧道”式，适用于小批量玻璃产品的退火，一般的玻璃厂都有。不论是哪种退火炉都能完全消除玻璃内的应力。

第二种退火方式是利用喷灯火焰退火。对二次成形的产品一般都采用这种方法。这种方法往往不能对玻璃制品整体加温，只是用火焰烘烤内应力集中的地方，温度亦无法准确控制，严格说来这种方式不能消除应力，仅能“分散”应力，降低单位面积上的应力强度。在工厂里，玻璃“灯工”仅用此法对玻璃暂时退火，最后还需要送入“隧道”或“窑炉”中进行彻底退火，以达到消除玻璃内部应力的目的。

(二)玻璃退火的温度控制

退火是玻璃制品生产过程中极为重要的一个环节，关系到玻璃制品的质量。退火处理是否成功主要取决于对温度的控制是否正确，不同玻璃的退火温度是不相同的，一般来说钠钙玻璃的退火温度较低，而硅硼玻璃的退火温度较高。除此之外，玻璃的厚度和加温、冷却的方式也对退火结果产生一定的影响，必须通过实验找出最佳退火方式。在此只作一般性的概述。设一个玻璃制品，其制作温度为1252℃，软化温度为821℃，退火温度565℃，应变温度510℃，则其退火温度曲线如图11－5。

A 高于退火温度5℃ B 保持温度的时间 C 降温到应变温度T，x℃ D 再降温度50℃ E 最后降温度

(此曲线图引自参考文献74)

图11－5 玻璃退火温度曲线

根据玻璃厚度不同，退火时升(降)温度和保持时间如表11－7。

表11－7 玻璃厚度与升(降)温度保持时间表^*

*表中数字引自参考文献74