2 Классификация огнеу1порных материалов

По мере снижения температуры внутренний слой стремится сжаться, но этому препятствует затвердевший внешний слой.

Врезультате прочной связи внутренних и внешних слоев, внутренний слой находится в несколько растянутом состоянии, при этом растяжение достигается за счет пластической деформации.

По мере последующего охлаждения T1<Tg и это деформированное состояние фиксируется.

Вповерхностных слоях сжатие, во внутренних слоях растяжение.

Эти напряжения не снимаются при выравнивании температуры, при охлаждении до комнатной температуры.

Величина остаточных напряжений зависит от градиента темеператур и величины ТКЛР.

При условии T1>Tg, T2<Tg ТКЛР внутренних и внешних слоёв будет различен(ТКЛР внутр. слоёв>ТКЛРвнеш. слоёв). Вследствие этого скорость изменения линейных размеров внутреннего слоя больше, чем внешнего слоя. Это является причиной растягивающих деформаций во внутреннем слое.(конспект)

Быстрое охлаждение отформованного стеклоизделия может привести к созданию в нём внутренних напряжений. Эти напряжения возникают потому, что при быстром охлаждении нагретого стекла его наружные слои остывают быстрее, чем внутренние. В результате наружные слои стремятся к сжатию, в то время как более нагретые внутренние препятствуют этому. Когда процесс охлаждения заканчивается и температура наружных и внутренних слоёв выравнивается, внутренние напряжения могут остаться (тогда они называются остаточными)

Остаточные напряжения возникают в стекле в процессе его перехода из пластического в хрупкое, то есть твердое состояние. Временные напряжения образуются в процессе дальнейшего охлаждения уже твердого стекла. Остаточные напряжения в изделиях нежелательны. Остаточные напряжения, как правило, служат причиной разрушения изделий при механической

t

t

обработке или воздействии на них внешних нагрузок. На возникновение напряжений влияют различные факторы, например скорость охлаждения изделий, их массивность. Так, при медленном и равномерном охлаждении изделия напряжения в нем почти не возникают и, наоборот, чем быстрее остывает изделие, тем больше в нем возникают напряжения. В массивных фигурных изделия чаще возникают напряжения, чем в маленьких и простых по форме.

25. Отжиг стеклоизделий. Стадии температурновременного режима отжига стеклоизделий.

Отжиг стеклоизделий – процесс термической обработки, целью которой является исключение образования остаточных

tв.о.

I

напряжений выше допустимых. По существу,

II

это процесс охлаждения стеклоизделий по

III

строго определённому графику.

н.о.

tв.о.=1012Па*с; tн.о.=1013,5Па*с.

IV

I стадия – охлаждение(нагрев)

II стадия – выдержка при tв.о. (снятие

напряжений)

Эта температура может быть определена

по дилатометрической кривой,

температурной кривой вязкости, расчетным методом. III стадия – стадия ответственного отжига (от верхней

температуры отжига до нижней температуры отжига) Скорость охлаждения на этой стадии должна исключать

возникновение напряжения выше допустимых. Допустимые напряжения определены для каждого вида

стекол и выражаются в нм/см, а именно величине разности хода обыкновенного и необыкновенного лучей. Также скорость охлаждения выражается толщиной изделия.

Например для плоскополяризованной пластины vIII=0,05* /a2

IV стадия – быстрое охлаждение, скорость охлаждения должна исключить разрушение изделия из-за возникновения временных напряжений.

26. Режимы отжига, методы их расчета. Контроль качества отжига.

1) Режим отжига для образцов в виде плоскопараллельных пластин.

1. ! = (20/а!) ÷ (30/а!) /мин (а–полутолщина пластины, см)

! = ( в.о. − !)/ !

2. ! = (70 ÷ 120) а!

3. ! = 0,05 /а!

! = ( в.о. − н.о.)/ !

4. ! = (10/а!) ÷ (15/а!)

! = ( в.о. − среды)/ !

2)Режим отжига фоат-стекла, поступающего в печь отжига при tв.о.

1. ! = !"#а! !

! = /13а!

2. ! = 8,5 !

Максимальная скорость охлаждения в интервале температур 480–100 :

! = 200/13а! 3)расчет режима отжига для тарного стекла

1. = (20/амах) ÷ (30/амах) /мин (амах–максимальная толщина изделий)

! = ( изд. − в.о.)/ !

2. ! = (70 ÷ 120)	амах !
	2

3. ! = 1,33/а!мах

! = ( в.о. − н.о.)/ !

4. ! = (10/а!мах) ÷ (15/а!мах)

! = ( н.о. − изд! .)/ ! (где изд! . = 40 )

Контроль качества отжига Основывается на явлении двойного лучепреломления,

которое возникает в напряженном образце при прохождении через него плоскополяризованного луча. Проводится на полярископах-поляриметрах. Для обеспечения низких показателей остаточных напряжений примерно 0,5 нм/см проводят тонкий отжиг в электропечах периодического действия при очень малых скоростях охлаждения (1–2 /час).

27.Закалка стекла. Механизм упрочнения при закалке стекла.

Процесс создания в стекле значительных постоянных напряжений путем быстрого охлаждения стекла от температуры выше Tg (не меньше чем Tg+80).

При закалке стекла напряжение суммируется с остаточными напряжениями, создаваемые в стекле (с учетом их знаков). В результате напряжения растяжения на нижней поверхности листа стекла, возникновение при нагрузке компенсирующихся напряжений сжатия распределенными в поверхностных слоях закалённого стекла. Это обеспечивает повышение прочности изделий в 4-6 раз, а также их термостойкость.

Условием получения прочного стекла, является охлаждение обоих поверхностей с одинаковой скоростью. Поэтому закалке подвергается листовое стекло и посуда. Не подвергаются изделия сложной формы.

Закаленное стекло относится к безопасному, так как разрушается на мелкие осколки без острых углов.

28.Факторы, определяющие степень закалки. Режимы закалки. Контроль качества закалённого стекла.

Степень заколки определяется:

1)Температурой закалки (чем она выше, тем выше степень закалки)

2)Составом стекла и свойствами(от величины ТКЛР, чем выше ТКЛР, тем эффективнее закалка)

3)Степень закалки увеличивается с увеличением модуля упругости и Tg

4)Скорость охлаждения(интенсивность теплоотдачи). Наиболее часто применяется воздушная закалка. Для повышения степени закалки создаются принудительные конвекции воздуха.

Для повышения степени закалки используют закалочные жидкости(минеральные) масла, расплавы солей, металлы.

Закалка с использованием жидких закалочных сред проводится для изделий с низким ТКЛР таких стекол.

Режим закалки определяется следующим образом: нагревают до температуры закалки, время нагрева 40–45 сек на 1 мм толщины, затем скорость охлаждения – определяет время закалки примерно 0,5d2 (d–толщина листа, мм). Обычно время закалки 12–15 сек.

29. Лазеобработкастная,еназначениекла.

Лазерноеизлучениеобеспечиважностьвозмк нцентрации большмалойэнергиив бластипространстваλот(долеймкм

сотенмкм)

Лазеизл.прноеименяетсядлябыстроголокальногонагрева
материала.
Дляэффективногонагреваматериалдолженобладатьх роше				й
поглощающейспособностьюдляизлучения,..бытьнепрозрачным
дляданногоизлучения.
Стеклапрозрачныдляизлучениясλдо4мкм,поэтому5 лазерное
излучениедолжноиметьбольшуюλ:СО		-лазеры(5,1	– 5,7мкм);СО	2 –
лазеры(10,6мкм)
Из-занизкойтеплоп	роводностистекланебольшойэнергии
достаточнодлянагреваповерхоченьвысоктемпературостих
(вплотьдоиспарения)Поэтому. изменяядозировкилазерноголуча,
можнобеспечитьразнуюстепеньнагреванияпроведение
различныхопераций:управляемоетер		мораскалывание,прикотором
идетраздестеклагревапоиннилазернымилучом.Т				нагрева <
Тстеклования,новышеТтермостойкогостеклаиз			-запоявления
напряжений,кот.приводяткпоявлентрещ.Такаятрещинаидетню
залазернымлучом.
Преимущества:вы	сокаяточнгеометрическихстьразмеровпри
лазернойобработкерезке( ).

30. Видымехобра.Абразивныеоткиматериалыдля
обработки
Мехобработка		– обраб.изделийвхолсоднстпомощьюянии
шлипфлиолирования.
Механич.обраб.вкл.с.стадед.:			резка,шлифов.плир, ,декарир.
путёмнанеслмаз.резьбы,сверлотверстий, ние
фацетир(обраб.стеклап предв.углом)ние.
Шлифованиестекла			применядлядоводкигеометр.размеровтся
дозаданных.Приобработкеоптическ.заготовокшлифование
проводят2	стадии:
1Грубая. шлифовка			– обдирка – прикот.происходитосновной
съёмматер. (1	-2мм;)
2Тонкая. шлифовка			– дистировка – этоокончательнаядоводка
геометрическихразмеровдозаданных,съём				10-12мкмиподготовка
поверхностикполированию.
Стекло – хрупкийматериалсвысокойтвёрдостьюнизкой
теплопроводностью, =>приобработкестекланеприменяются
рез,кдляаМениек,т.к.из			-замехатермич.и .нагрузокматер.
будетразруш	-ся.Пришлифпр.постепеннеиваснхслояииятие
стекла,приэтомспольз.			тв.абр.мазивтериалытв.( 9	-10;8по
Маосу).
Абр.матдзивепориалалятсяшлифующейспос.к.обности
оцениваетотносительноалмаза.Такиеинтетичя.матер.какВ4С,
N4B имеютшлиф.способ			-ть=Кабраз6.ма..относ.корундер,	SiC,
кварцевыпесок,наж		дак(семсьорунда,гем, агнатитакварца).
абраз.матерю.предст.собзёрнаразл.крупности.Погруппе
зернистостиониделятсянашлифпорошок, тонкиефзерно
порошки.
Абраз.матер.мож.использ.ввидесвоаб:днгоразивавиде
суспензиишлифпро		шка.
Еслизёрнаабр крепленызиванаповерхн.инстр.пом.связки,
торечьидётоабраз.инструменте.Чащеиспольз.алма.абраз.инстр.
Вкачествесвободногоабразива.исп.к .рундльз
Кач-воабраз.пороопред.ихш.ковспособлиф				-юиклассом
шереховатостиполучаемойпов			-ти.Абраз.материалдолженоблад.
способ-юсамозамачиваться,.е.ондолженнеокругляться,
разрушатьсяпослойно.
Мех-мшлифования:
Поддействиезёренабразивапроисх.упругаядеформ.стекла.
Затемэнергияупругиидеформ.преобраз.в				энергиюхим.атомов.
Происход.возбужд.колеб			-хдвиж.атомов,чтоиприводиткразрыву
связей.частьэнерграссе.ввиидезлуч.иввидеэмиссиичастиц

иэтизатрадалекиот100%Эты .			освязанотем,чточастьэнергии
рассеив.видетепловойэнергии,часза ьрачиваетсяна
измельчениеужеотколовшихсячастицзёренабразива.снятиеслоя
стеклапроисх.благодапоявл.распр.т ;яещинресечениед
трещинприводиткобраз.выколок.С				озд-сярельефныйслойи
трещенов.Глубинаэтихслоёвз висоттыйприкртодыупности
зёренабразива.Чемкрупнееабразив,тембольшеэтислои=>выше
производительностьшл хужефованиякачествопов					-ти.Чемвыше
шлиф-щаяспособ		-тьабразива,темшлиф.бол			еепроизводительно.
Производительностьшлиф			-яфлинтовыхстёбольшекроновыхиз		-
заразличиявтвердостиТВ(.ф.<к).
Привоздействиисвободногоабрстеклоадействуютвасилы:
1)вдавливание; распенивающие2)действиеводы; при3)
прокатываниизёренуд		арно-вибрационныедействия.
Пришлиф	-иисвязаннымабразивомединичноезакрепленное
стеклорабабразивктает.
Особ-тьобраб		-кисвязаннымабразивом		– наличиенаправленной
шерох-ти,кот.проявл.прибольшойкрупностизерен.Пригрубой
шлиф-кисвяз.абр		азивслойабрнма.називапос			-тьввиде
кольца.
Дистирпроводвка		-сяалмазныминстр.
Механич.обраб.провод			-сяисп.воидысвязочнойльзиохлажд.
жид-ю.Рольводы: твдесплаов				-ти;расклеивающеедействие;
удалениеразрушчастиц.екланных
Чащеиспольз		-сясмазочно -охлажд.жид		-ть –	водасдобавл.ПАВ.
ПАВадсорбир	-сянапов		-тистекла,снижаяпов		-нуюэнергию=>
сниж-сяпрочностипов		-ти.

31. Шлифосвободнымязаннымиеобразивом.Алмаз
обраб-ка.
Мехобработка		– обраб.изделийвхолсодном		стояниипомощью
шлипфлиолирования.
Механич.обраб.вкл.с.стадед.резка: ,шлифов.плир, ,декарир.
путёмнанеслмаз.резьбы,сверлотверстий, ние
фацетир(обраб.стеклап предв.углом)ние.
Шлифованиестекла			применядлядоводкигеометр.тся	размеров
дозаданных.Приобработкеоптическ.заготовокшлифование
проводятстадии2 :
1Грубая. шлифовка			– обдирка – прикот.происходитосновной
съёмматер. (1	-2мм;)
2Тонкая. шлифовка			– дистировка – этоокончательнаядоводка
геометрическихразмеровд			озаданных,съём	10-12мкмиподготовка
поверхностикполированию.
Стекло – хрупкийматериалсвысокойтвёрдостьюнизкой
теплопроводностью, =>приобработкестекланеприменяются
рез,кдляаМениек,т.к.из			-замехатермич.и .нагрузокматер.
будетра	зруш-ся.Пришлифпр.постепеннеиваснхслояииятие
стекла,приэтомспольз.тв.абр.мазивтериалытв.( 9				-10;8по
Маосу).
Абр.матдзивепориалалятсяшлифующейспос.к.обности
оцениваетотносительноалмаза.Такиеинтетичя.матер.какВ4С,
N4B имеютшлиф.способ			-ть=Кабраз6.ма..относ.корундер,	SiC,
кварцевыпесок,наждак(семськорунда,гем, агнатитакварца).
абраз.матерю.предст.собзёрнаразл.крупности.Погруппе
зернистостиониделятсянашлифпорошок, тонкиефзерно
порошки.
Абраз.матер.мож.использ.ввидесвоаб:днгоразивавиде
суспензиишлифпрошка.
Еслизёрнаабр крепленызиванаповерхн.инстр.пом.связки,
торечьидётоабраз.инструменте.Чащеиспольз.алма.абраз.инстр.
Вкачествесвободногоабразива.испо			льз.корунд.
Кач-воабраз.пороопред.ихш.ковспособлиф				-юиклассом
шереховатостиполучаемойпов			-ти.Абраз.материалдолженоблад.
способ-юсамозамачиваться,.е.ондолженнеокругляться,
разрушатьсяпослойно.
Мех-мшлифования:
Поддействиезёренаб			разивапроисх.упругаядеформ.стекла.
Затемэнергияупругиидеформ.преоб.вэнергиюхим.атомоваз.
Происход.возбужд.колеб			-хдвиж.атомов,чтоиприводиткразрыву
связей.частьэнерграссе.ввиидезлуч.иввидеэмиссиичастиц

иэтизатрадалекиот100%Этоысвязанотем,.чточастьэнергии
рассеив.видетепловойэнергии,часза ьрачиваетсяна
измельчениеужеотколовшихсячастицзёренабразива.снятиеслоя
стеклапроисх.бла	годаряпоявл.ираспр.трещин; ресечениед
трещинприводиткобраз.вык.С локзд				-сярельефныйслойи
трещенов.Глубинаэтихслоёвз висоттыйприкртодыупности
зёренабразива.Чемкрупнееабразив,тембольшеэтислои=>выше
производительностьшлифов		анияхужекачествопов		-ти.Чемвыше
шлиф-щаяспособ	-тьабразива,темшлиф.болеепроизводительно.
Производительностьшлиф		-яфлинтовыхстёбольшекроновыхиз		-
заразличиявтвердостиТВ(.ф.<к).
Привоздействиисвободногоабрстеклоадействуютваси				лы:
1)вдавливание; распенивающие2)действиеводы; при3)
прокатываниизёренударно		-вибрационныедействия.
Пришлиф	-иисвязаннымабразивомединичноезакрепленное
стеклорабабразивктает.
Особ-тьобраб -кисвязаннымабразивом				– наличиенаправленной
шерох-ти,кот.проявл.прибольшойкрупностизерен.Пригрубой
шлиф-кисвяз.абразивомслойн.називапос				-тьввиде
кольца.
Дистирпроводвка		-сяалмазныминстр.
Механич.обраб.провод		-сяисп.воидысвязочнойльзиохлажд.
жид-ю.Рольводы:отвд		тесплаов	-ти;расклеивающеедействие;
удалениеразрушчастиц.екланных
Чащеиспольз	-сясмазочно -охлажд.жид		-ть – водасдобавл.ПАВ.
ПАВадсорбир	-сянапов	-тистекла,снижаяпов		-нуюэнергию=>
сниж-сяпрочностипов		-ти.