Відпал скловиробів, виробництво скла

Швидке охолодження відформованого скловироби може привести до створення в ньому внутрішніх напружень. Ці напруги виникають тому, що при швидкому охолодженні нагрітого скла його зовнішні шари охолоджуються швидше, ніж внутрішні. В результаті зовнішні шари прагнуть до стиснення, в той час як більш нагріті внутрішні перешкоджають цьому. Коли процес охолодження закінчується і температура зовнішніх і внутрішніх шарів вирівнюється, внутрішня напруга можуть залишитися (тоді вони називаються залишковими) або зникнути (такі напруги називаються тимчасовими).
Залишкові і тимчасові напруги виникають при різних температурах охолодження скла. Залишкові, або як їх ще називають постійні, виникають в склі в процесі його переходу з пластичного в крихке, т. Е. Твердий стан. Тимчасові напруги утворюються в процесі подальшого охолодження вже твердого скла.
Як тимчасові, так і залишкові напруги в виробах небажані. Залишкові напруги, як правило, служать причиною руйнування виробів при механічній обробці останніх або впливі на них зовнішніх навантажень.
На виникнення напружень впливають різні чинники, наприклад швидкість охолодження виробів, їх масивність. Так, при повільному і рівномірному охолодженні вироби напруги в ньому майже не виникають і, навпаки, чим швидше остигає виріб, Тим більше в ньому виникає напруга. У масивних фігурних виробах частіше виникають напруги, ніж в маленьких і простих за формою.
Для того щоб у виробі не було небезпечних для експлуатації напруг, його піддають тепловій обробці - відпалу.
Скло може зруйнуватися, якщо залишкові напруги в ньому досягають 700 кгс / см 2. У процесі відпалу ці напруги знижуються до 35 кгс / см 2. т. Е. До 5%.
Для кожного виду скла в залежності від його конфігурації і хімічного складу встановлюють свій режим відпалу. Для цього визначають насамперед температурний інтервал, в якому можуть виникнути або зникнути залишкові напруги. Цей інтервал, званий зоною відпалу скла, обмежується вищої школи й нижчою температурою відпалу.

Під вищої температурою відпалу на увазі ту температуру, яка відповідає в'язкості скла 1013 П. При цій температурі напруги в склі зменшуються в 10 разів за час, що дорівнює 5 хв. Ця температура відповідає кордоні крихкого стану скла. Під нижчої температурою відпалу на увазі температуру при якій в'язкість скла відповідає 1015 П. При цій температурі напруги зменшуються в 10 разів за час, в 100 разів більше, ніж при верхній температурі відпалу, т. Е. За 500 хв. Різниця між вищою і нижчою температурами відпалу для звичайних стекол становить 100 ° С, а для оптичного скла - 150 ° С. Процес відпалу скла складається з чотирьох стадій (рис. 18).

Мал. 18. Графіки відпалу: а - штучних виробів, б - листового скла; I-IV - стадії відпалу