玻璃應(yīng)力緩解：箱式電阻爐在退火與軟化處理中的應(yīng)用研究

本文介紹了箱式電阻爐在玻璃退火和軟化處理中的應(yīng)用，包括實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理。玻璃材料在制造和加工過程中，由于溫度變化和冷卻速率的不同，會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。退火和軟化處理是緩解這些應(yīng)力的有效方法。本文通過實(shí)驗(yàn)研究了箱式電阻爐在玻璃退火和軟化過程中的加熱制度、保溫時間和冷卻速率對玻璃應(yīng)力的影響。

實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：普通平板玻璃，尺寸為100mm×100mm×5mm。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：箱式電阻爐，溫度范圍為室溫至1200°C，配有溫度控制系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)過程

樣品準(zhǔn)備：選取多片尺寸一致的平板玻璃作為實(shí)驗(yàn)樣品。

預(yù)熱：將玻璃樣品放入箱式電阻爐中，以10°C/min的速率升溫至300°C，并保溫10分鐘以消除表面應(yīng)力。

退火：繼續(xù)以5°C/min的速率升溫至550°C，保溫30分鐘進(jìn)行退火處理。

冷卻：退火完成后，以20°C/min的速率自然冷卻至室溫。

軟化處理：將玻璃樣品再次加熱至700°C，保溫20分鐘進(jìn)行軟化處理。

數(shù)據(jù)記錄：在整個實(shí)驗(yàn)過程中，記錄玻璃樣品的溫度變化和加熱時間。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

退火后：玻璃樣品的表面應(yīng)力明顯減少，通過應(yīng)力測試儀器測量，應(yīng)力值從退火前的50MPa降低至20MPa。

軟化處理后：進(jìn)一步降低應(yīng)力至10MPa，玻璃的透明度和光澤度有所提升。

數(shù)據(jù)分析

溫度對應(yīng)力的影響：隨著溫度的升高，玻璃內(nèi)部的應(yīng)力逐漸釋放。在550°C的退火溫度下，應(yīng)力值顯著降低。

保溫時間：30分鐘的保溫時間足以使應(yīng)力得到有效釋放，延長保溫時間對應(yīng)力的進(jìn)一步降低效果不明顯。

冷卻速率：20°C/min的冷卻速率適中，既能保證應(yīng)力的釋放，又能防止過快冷卻導(dǎo)致的新應(yīng)力產(chǎn)生。

軟化處理效果：700°C的軟化處理進(jìn)一步降低了應(yīng)力，提高了玻璃的物理性能。

結(jié)論

箱式電阻爐在玻璃的退火和軟化處理中表現(xiàn)出良好的效果。通過精確控制加熱制度、保溫時間和冷卻速率，可以有效降低玻璃內(nèi)部應(yīng)力，提高玻璃的物理性能和加工質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)為玻璃制造和加工提供了一種有效的熱處理方法。

討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，箱式電阻爐在玻璃退火和軟化處理中具有重要作用。然而，不同的玻璃材料和形狀可能需要不同的處理參數(shù)。未來的研究可以進(jìn)一步探索不同類型玻璃的最佳退火和軟化處理?xiàng)l件。

請注意，本文為模擬實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的示例，實(shí)際實(shí)驗(yàn)可能需要根據(jù)具體條件進(jìn)行調(diào)整。