退火玻璃：基本面

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玻璃退火工艺可以缓解内部应力，否则可能会因响应轻微的机械或热冲击而容易破裂或破碎。这使退火成为制造坚固，稳定和耐热玻璃的关键步骤。

为什么要退火？

从物理上讲，玻璃是一种相当不寻常的材料。大多数固体材料都以常规欧洲杯足球竞彩排列的成分分子或原子的形式显着“有序”，重复的模式称为晶格。但是玻璃中的分子遵循了一套不同的规则：根据定义，它们是无序的。

实际上，排列的固体玻璃分子的方式类似于液体，除了它们固定在适当的位置并且不四处移动。据说玻璃是一种无定形的固体。

晶体固体和无定形固体（即玻璃）的反应在暴露于热量时会大不相同。当加热结晶固体时，它们会在熔化温度下经历自发的相变。

例如，在-1°C下，水是有序的晶体固体（冰）。在1°C下，这是一种完全无序的液体。但是，当玻璃加热时，缺乏突然的相变。相反，它非常逐步地转变为更液态的状态。

随着温度升高的粘度，粘度的稳定下降是由于玻璃过渡（转换），并且是玻璃的主要特征之一。²

玻璃的过渡温度基本上可以视为液体在冷却时转化为固体的温度，或者当固体开始像粘弹性固体一样加热时的固体温度。

玻璃在极高的温度下工作并形成，其粘度很低。当它快速冷却（超冷）时，随着无序分子的位置固定，玻璃变得越来越刚性。

发生这种情况，内部应力可以被包裹在固化玻璃中。结果是非常脆的玻璃，容易粉碎。这退火过程使制造商能够消除内部应力，从而产生适合广泛应用的持久强玻璃。

什么是退火？

从根本上讲，退火是对玻璃的控制冷却，以减少成品中的内部应力。¹退火通常发生在玻璃生产过程中的两个点之一：

1. 在众多制造工艺（例如浮子玻璃工艺）中，高温玻璃在达到玻璃过渡温度后会逐渐冷却。这被称为直退火。
2. 在某些玻璃形成过程中，例如，玻璃吹动，形成后自发冷却。在这些情况下，通过将玻璃加热到其玻璃过渡温度，然后在受控环境中逐渐冷却来进行退火。这个过程通常被称为重新分离，以将其与直发退火区分开。

无论玻璃是笔直的退火还是重新进行，基本原理保持不变：在称为退火温度的特定温度范围内（接近玻璃过渡温度），玻璃足够柔韧，以便内部应力可以通过显微镜分子移位放松，but rigid enough that it doesn’t naturally deform under gravity.

逐渐从其退火温度降低玻璃的温度意味着热量有足够的时间均匀分布，并且分子能够在冷却玻璃中找到最稳定的位置。³

一旦玻璃通过所谓的应变点，通常会停止微观流，并且分子固定在适当的位置，玻璃可以快速冷却回到室温。以这种渐进的方式冷却玻璃，从压力的形成下，并确保成品玻璃中没有“弱点”。

退火玻璃的特性

未经通电的玻璃中的残余应力意味着它通常会在处理过程中（有时是自发的）骨折甚至破碎。

退火玻璃比未经通量的玻璃更耐用和强大，使其适合切割和钻孔过程。并用于常规应用，例如窗口和结构元素。

当实现玻璃内的均匀应力分布时，它具有抵抗热冲击的能力。这意味着退火在食品加工中使用的实验室和瓶子的生产中起着至关重要的作用。

退火在光眼镜中起着独特的作用。光学应用需要在折射率中极低的空间变化，这只能通过极其均匀的结构状态来完成。

光玻璃耐受性应力比普通玻璃器皿要低许多数量级，因此对于更长的时间内“精细的”光玻璃至关重要。例如，普通玻璃器皿通常可以在数小时内退火；但是，光学退火可能会在数周甚至几个月内进行，以最大程度地减少压力。

精美的玻璃杯提供一致且特征良好的折射率，可以被磨碎和抛光，而不会导致玻璃杯中不必要的双折射。

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参考

1. Narayanaswamy，O。S.玻璃退火。在玻璃科学技术欧洲杯线上买球卷。3 275–318（Elsevier，1986）。
2. Dyre，J.C。座谈会 : The glass transition and elastic models of glass-forming liquids.修订版mod。物理。78，953–972（2006）。
3. Vogel，W。玻璃化学。（Springer 欧洲杯线上买球Science＆Business Media，2012年）。

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