ОТЖИГ СТЕКЛА И СПАЕВ

ОТЖИГ СТЕКЛА И СПАЕВ

В результате огневой обработки в пламени горелки в стекле могут возникнуть следующие напряжения: переходные или временные, остаточные и напряжения, вызванные различием в КТР спаиваемых материалов.

Переходные напряжения возникают под действием механической нагрузки, перепада температур или совместного их действия и проявляются только при упругом (твердом) состоянии стекла, например, во время откачки приборов под действием давления окружающей атмосферы. Такие напряжения исчезают, если устранить причину их возникновения: снять нагрузку, ликвидировать перепад температур и т. п.

Остаточные напряжения в стекле образуются следующим путем: если нагреть стекло до верхней границы зоны отжига, то все напряжения в нем исчезают в течение 15 мин. При медленном охлаждении такого стекла вследствие малой его теплопроводности устанавливается постоянный перепад температур по толщине (внешние слои стекла более холодные, чем внутренние). В процессе выравнивания температуры стекла по толщине при температурах, близких к температуре окружающей среды, в нем возникают остаточные напряжения: внутренние слои по мере охлаждения стремятся уменьшить свой объем, однако этому мешают ранее остывшие наружные слои стекла. Если остаточные напряжения превышают предел прочности стеклянного изделия, то изделие разрушается даже при комнатной температуре. Наличие остаточных напряжений в стекле затрудняет его термическую обработку.

Остаточные напряжения постепенно выравниваются по всему сечению образца. При этом, чем меньше температура стекла, тем длительнее процесс выравнивания остаточных напряжений. Особенно важно получить равномерное распределение остаточных напряжений в изделиях из стекла, которое зависит от формы детали, от перепада температур по высоте изделия при отжиге и других факторов. Изделия с равномерно распределенными остаточными напряжениями имеют высокую механическую прочность. Для уменьшения уровня остаточных напряжений необходимо обеспечить такое медленное охлаждение после выдержки его при температуре отжига, чтобы перепад температур между внутренними и наружными слоями был незначителен.

Напряжения, вызванные различием в КТР спаиваемых материалов, не устраняются путем отжига. Наоборот, отжиг часто приводит к возрастанию напряжений в этих спаях.

Таким образом, отжиг применяют только для снятия остаточных напряжений в стекле и спаях стекла с различными материалами.

Режим отжига стекла зависит прежде всего от его КТР. Так, кварцевое стекло с КТР, равным 5,8-10-7, практически может не отжигаться, так как в нем почти не возникает остаточных напряжений. Для легкоплавких стекол с КТР от 55* I0-7 до 120 * 10-7 правильный подбор режима отжига особенно важен. Кроме величины КТР, на выбор режима отжига стекла влияют: толщина стенки изделия, величина допустимых остаточных напряжений в изделии, размер партии изделий, вид оборудования для отжига и т. п.

Типовая схема отжига цилиндрических стеклянных трубочек представлена на рис. 18. На этой схеме можно выделить четыре характерные зоны: А, Б, В и Г.

А — зона нагрева изделия со скоростью

Выбор режимов для спаев более сложен, чем для стекол, так как в процессе отжига спаев могут возрасти напряжения, вызванные различием в КТР спаиваемых материалов. При установлении режимов отжига спаев стремятся к тому, чтобы максимальные напряжения, возникающие в с пае при отжиге, не превышали его механической прочности.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..