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玻璃瓶中的應(yīng)力一般可分為幾類-滄州明潔藥用包裝

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玻璃瓶中的應(yīng)力一般可分為幾類

來(lái)源:滄州明潔藥用包裝有限公司 發(fā)布時(shí)間:2023/8/1 23:05:44
在生產(chǎn)過(guò)程中,玻璃瓶經(jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化,會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力能降低玻璃瓶的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。熱成型的制品若不經(jīng)退火令其自然冷卻,則在冷卻、存放、使用、加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生炸裂。
    退火_是消除或減少玻璃制品中的熱應(yīng)力至允許值的熱處理過(guò)程。薄壁制品 ( 如燈泡等 ) 和玻璃纖維在成型后由于熱應(yīng)力很小,除適當(dāng)?shù)乜刂评鋮s速度外,一般都不再進(jìn)行退火。若玻璃表面層具有有規(guī)律的、均勻分布的壓應(yīng)力_能提高玻璃的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。玻璃的淬火增強(qiáng)_是應(yīng)用這一原理。 
    玻璃瓶中的應(yīng)力一般可分為三類:熱應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力。 
    玻璃瓶中的熱應(yīng)力是由于玻璃中存在溫差而產(chǎn)生的應(yīng)力,按其產(chǎn)生的特點(diǎn)可分為暫時(shí)應(yīng)力和_應(yīng)力兩類。 
    1 .暫時(shí)應(yīng)力 
    在溫度低于應(yīng)變點(diǎn)時(shí),處于彈性變形溫度范圍內(nèi) ( 即脆性狀態(tài) ) 的玻璃在經(jīng)受不均勻的溫度變化時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力,隨溫度梯度的存在而存在,隨溫度梯度的消失而消失,這種應(yīng)力稱為暫時(shí)應(yīng)力。 
    把溫度低于應(yīng)變點(diǎn)以下的、無(wú)應(yīng)力的玻璃板進(jìn)行雙面均勻自然冷卻,則玻璃表面層的溫度急劇下降,由于玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)低,故內(nèi)層冷卻緩慢,由此在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生了溫度梯度,沿厚度方向的溫度場(chǎng)分布呈拋物線形。
    玻璃瓶在冷卻過(guò)程中處于較低溫度的外層收縮量應(yīng)大于內(nèi)層,但由于受到內(nèi)層的阻礙而不能收縮到正常收縮量,所以外層產(chǎn)生了張應(yīng)力,內(nèi)層處于壓縮狀態(tài)而產(chǎn)生了壓應(yīng)力。這時(shí)玻璃厚度方向的應(yīng)力分布是外層為張應(yīng)力,內(nèi)層為壓應(yīng)力,其應(yīng)力分布呈拋物線形。在玻璃中間的某層,壓應(yīng)力和張應(yīng)力大小相等,應(yīng)力方向相反,相互抵消,該層應(yīng)力為零,稱中性層。 
    玻璃瓶繼續(xù)冷卻,當(dāng)表面層冷卻到室溫后,表面溫度不再下降,其體積也不再收縮,但內(nèi)層溫度高于外層,它將繼續(xù)降溫收縮,這樣外層開(kāi)始受到內(nèi)層的拉引而產(chǎn)生壓應(yīng)力,此部分應(yīng)力將部分抵消冷卻開(kāi)始時(shí)所受到的張應(yīng)力,而內(nèi)層收縮時(shí)受到外層的拉伸呈張應(yīng)力,將部分抵消冷卻開(kāi)始時(shí)的壓應(yīng)力。隨著內(nèi)層溫度不斷下降,外層的張應(yīng)力和內(nèi)層的壓應(yīng)力不斷相互抵消,當(dāng)內(nèi)外層溫度一致時(shí),玻璃中不再存在應(yīng)力.反之,若玻璃板由室溫開(kāi)始加熱,直到應(yīng)變點(diǎn)以下某溫度保溫時(shí),其溫度變化曲線與應(yīng)力變化曲線恰與上述相反。 
    暫時(shí)應(yīng)力雖然隨溫度梯度的消失而消失,但其應(yīng)力值應(yīng)嚴(yán)加控制,若_了玻璃的抗張強(qiáng)度的_,玻璃會(huì)發(fā)生炸裂。通常應(yīng)用這一現(xiàn)象以驟冷的方法來(lái)切割玻璃制品及玻璃管、玻璃棒等。 
     2 ._應(yīng)力 
    當(dāng)玻璃瓶玻璃內(nèi)外溫度相等時(shí)所殘留的熱應(yīng)力稱_應(yīng)力。 
    將一塊玻璃瓶加熱到高于玻璃應(yīng)變點(diǎn)以上的某一溫度,待均熱后板兩面均勻自然冷卻,經(jīng)_時(shí)間后玻璃中溫度場(chǎng)呈拋物線分布。玻璃外層為張應(yīng)力而內(nèi)層為壓應(yīng)力,由于應(yīng)變點(diǎn)以上的玻璃具有粘彈性,即此時(shí)的玻璃為可塑狀態(tài),在受力后可以產(chǎn)生位移和變形,使由溫度梯度所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力消除。這個(gè)過(guò)程稱為應(yīng)力松弛過(guò)程,這時(shí)的玻璃內(nèi)外層雖存在著溫度梯度但不存在應(yīng)力。當(dāng)玻璃冷卻到應(yīng)變點(diǎn)以下,玻璃已成為彈性體,以后的降溫與應(yīng)力變化與前述的產(chǎn)生暫時(shí)應(yīng)力的情況相同,待冷卻到室溫時(shí)雖然消除了應(yīng)變點(diǎn)以下產(chǎn)生的應(yīng)力,但不能消除應(yīng)變點(diǎn)以上所產(chǎn)生的應(yīng)力,此時(shí),應(yīng)力方向恰相反,即表面為壓應(yīng)力,內(nèi)部為張應(yīng)力,這種應(yīng)力為_(kāi)應(yīng)力。 
    3 .玻璃瓶中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力 
    玻璃瓶因化學(xué)組成不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的不均而產(chǎn)生的應(yīng)力稱結(jié)構(gòu)應(yīng)力。它是屬于_應(yīng)力,玻璃瓶即使經(jīng)退火也不能消除這種應(yīng)力。玻璃中的成分不均體,其熱膨脹系數(shù)與主體玻璃不相同,因而主體玻璃與不均體的收縮、膨脹量也不相同,在其界面上產(chǎn)生了應(yīng)力,所以,退火也不能消除這類應(yīng)力。例如,當(dāng)玻璃中存在結(jié)石、條紋和節(jié)瘤時(shí),_會(huì)在這些缺陷的界面上引起應(yīng)力。 
    4 .機(jī)械應(yīng)力 
   由外力作用在玻璃瓶中玻璃上引起的應(yīng)力,當(dāng)外力除去時(shí)該應(yīng)力隨之消失,此應(yīng)力稱機(jī)械應(yīng)力。在生產(chǎn)過(guò)程中,若對(duì)玻璃瓶施加過(guò)大的機(jī)械力也會(huì)使玻璃制品破裂。
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