ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности термической обработки стекла в электровакуумном производстве из "Огневое оснащение стеклообрабатывающего оборудования электровакуумного производства" Значительная часть технологического оборудования электровакуумного производства, использующая огневое оснащение, предназначена для выполнения операций, связанных с разогревом стекла при изготовлении деталей и узлов электронных приборов. В этом случае свойства стекла обусловливают требования к системе огневого оснащения. Специфика тепловой обработки стекла диктует условия проведения процессов его обработки с точки зрения стабильности и повторяемости режимов обработки, поэтому, прежде чем останавливаться на требованиях, предъявляемых к системе огневого оснащения, рассмотрим основные свойства стекла. [c.5] Стекло является аморфным веществом и в отличие от кристаллических веществ не имеет определенной температуры плавления. При нагревании стекла вязкость его непрерывно уменьшается, и при высоких температурах стекло постепенно переходит в состояние вязкой жидкости. При охлаждении стекла происходит обратное явление — стекло непрерывно затвердевает и по мере охлаждения постепенно приобретает все свойства твердого тела. [c.5] Одними из главных технологических свойств стекла, резко ограничивающими использование форсированных режимов термической обработки, являются низкие значения теплопроводности и термической стойкости стекла. Теплопроводность стекла несравненно ниже теплопроводности металлов. Так, например, теплопроводность меди превосходит теплопроводность обычного стекла почти в 500 раз. Коэффициент теплопроводности различных стекол находится в пределах от 0,0016 до 0,0032 кал см сек град. [c.6] Термическая стойкость определяет способность стеклянного изделия выдерживать резкие изменения температур, не разрушаясь. Термическая стойкость большинства электровакуумных стекол лежит в пределах 100— 240° С. Указанные значения термической стойкости относятся только к хорошо отожженным образцам в виде штабиков определенной длины и диаметра. В практических случаях термостойкость изделий зависит не только от состава стекла, но также от формы изделия и распределения внутренних напряжений. Как правило, она ниже указанных значений. [c.6] Напряжения в стеклоизделиях при их термообработке существуют только до тех пор, пока между отдельными частями изделия имеется градиент температур. Такие напряжения называются временными или термоупругими. Временные напряжения приводят к разрушению изделий, как правило, при нагревании последнего. Поэтому при построении термических режимов обработки изделий нельзя допускать возрастания их значений до разрушающих. При вязком состоянии стекла опасности возникновения временных напряжений при изменении температурного режима нет. Если изделие охлаждается, находясь в вязком состоянии, то напряжения, возникающие вследствие неравномерного распределения температур, приводят к необратимой пластической деформации размягченных слоев стекла, которая после окончательного охлаждения вызовет появление термопластических (остаточных) напряжений. Для их устранения требуется дополнительный отжиг изделия. [c.7] Механическая прочность стекла зависит не только от его состава, но и в значительной степени определяется состоянием поверхности (наличием посечек и микротрещин). Если поверхность испытывает напряжения растяжения, то микротрещины, разрастаясь, могут привести к разрушению изделия. Стекло во много раз хуже работает на растяжение, чем на сжатие. [c.7] Температура начала размягчения электровакуумных стекол лежит в пределах 530—810° С при этом она характеризуется вязкостью стекла примерно 10 пз. Температура начала размягчения имеет важное значение этой температуре соответствует такое состояние стекла, при котором оно под действием некоторой нагрузки начинает деформироваться. По температуре начала размягчения нетрудно определить верхнюю границу зоны отжига стеклоизделий, которая обычно на 10—20° ниже температуры начала размягчения стекла. [c.7] Предварительный подогрев необходимо проводить с точным соблюдением характера повышения температуры, чтобы возникающие временные напряжения в стекле не приводили к разрушению изделия колебания температурного режима приводят к разрушению стеклоизделий. [c.8] Этот этап, как и предварительный подогрев, особенно критичен к колебаниям температурного режима при увеличении скорости охлаждения (С охл) в стеклоизделиях возникают значительные напряжения, приводящие к разрушению изделий в процессе дальнейшей термической обработки или во время эксплуатации изделий. [c.9] С о5ш = AT [град мин]. [c.9] При достижении указанной температуры дальнейшая скорость охлаждения не лимитируется. [c.9] Подсчеты, выполненные по приведенным формулам, ориентировочны. Для твердых стекол скорость охлаждения может быть более высокой, чем для мягких, так как у них больше термическая стойкость. [c.9] Предварительный подогрев и предварительное охлаждение стеклоизделий в основном производятся мягкими и средними огнями газовых горелок (горючий газ сжигается при недостатке воздуха, а 1 ). Коэффициент использования тепловой энергии от указанных огней низок имеет место потеря энергии от неполноты сгорания газа. Этот этап характеризуется необходимостью строгой стабилизации температуры. Доведение стекла до температуры, при которой производится выполнение требуемой операции, осуществляется огнями газо-воздушных или газо-кислородных горелок, работающих при оптимальном режиме, т. е. при максимальном расходе и сте-хиометрическом составе горючей смеси. В этом случае имеет место полное сгорание горючего газа и значительно больший процент использования выделенного тепла. [c.9] Из сказанного следует, что колебания температуры и формы факела на различных операциях обработки изделий из стекла влияют по-разному. Так, например, на операции заварки ламп колебания температуры факела горелок имеют значительно большее влияние на позициях подогрева, чем на позициях заварки. Во время подогрева ножки лампы, когда стекло имеет сравнительно низкую температуру, изменения температуры нагрева создают значительный температурный градиент по толщине и диаметру ножки, приводящий к разрушению последней. На позициях заварки, когда стекло имеет высокую температуру, колебания температуры огней не будут иметь решающего значения, изменение же формы факела приводит к нагреву нежелательных участков и как следствие-—к нарушению необходимой формы зава-рочного шва. [c.10] Таким образом, для обеспечения заданных режимов тепловой обработки стекла технологическое оборудование должно иметь специальные устройства и аппаратуру, обеспечивающие стабилизацию процессов нагрева. [c.10] Вернуться к основной статье