Отжиг — это процесс медленного охлаждения горячих стеклянных предметов после их формования для снятия остаточных внутренних напряжений, возникших в процессе производства. Особенно для небольших и простых предметов отжиг может быть побочным процессом производства, но для более крупных или сложных изделий он обычно требует специального процесса отжига в печи с контролируемой температурой, известной как лер . [1] Отжиг стекла имеет решающее значение для его долговечности. Стекло, которое не было должным образом отожжено, сохраняет термические напряжения, вызванные закалкой , что на неопределенный срок снизит прочность и надежность изделия. Ненадлежащим образом отожженное стекло может треснуть или разбиться при воздействии относительно небольших изменений температуры или механического удара или напряжения. Оно даже может самопроизвольно выйти из строя.
Чтобы отжечь стекло, необходимо нагреть его до температуры отжига , при которой его вязкость , η, падает до 10 13 Пуаз (10 13 дин-секунд/см 2 ). [2] Для большинства видов стекла эта температура отжига находится в диапазоне 454–482 °C (849–900 °F) [ требуется ссылка ] и является так называемой точкой снятия напряжений или точкой отжига стекла. При такой вязкости стекло все еще слишком твердо для значительной внешней деформации без разрушения, но оно достаточно мягкое, чтобы ослабить внутренние напряжения микроскопическим потоком в ответ на интенсивные напряжения, которые они вносят внутри. Затем деталь нагревается до тех пор, пока ее температура не станет равномерной по всему объему, а релаксация напряжений не будет достаточной. Время, необходимое для этого шага, варьируется в зависимости от типа стекла и его максимальной толщины. Затем стеклу дают остыть с заданной скоростью, пока его температура не превысит точку деформации (η = 10 14,5 Пуаз) [ требуется ссылка ] , ниже которой даже микроскопический внутренний поток фактически останавливается, а вместе с ним останавливается и отжиг. Затем можно безопасно охлаждать изделие до комнатной температуры со скоростью, ограниченной теплоемкостью , толщиной, теплопроводностью и коэффициентом теплового расширения стекла. После завершения отжига материал можно резать по размеру, сверлить или полировать без риска того, что его внутренние напряжения разрушат его.
В точке отжига (η = 10 13 Пуаз) напряжения релаксируют в течение нескольких минут, тогда как в точке деформации (η = 10 14,5 Пуаз) напряжения релаксируют в течение нескольких часов. [3] Напряжения, полученные при температурах выше точки деформации и не снятые при отжиге, остаются в стекле неопределенно долго и могут вызвать либо кратковременное, либо сильно замедленное разрушение. Напряжения, возникающие в результате слишком быстрого охлаждения ниже точки деформации, в основном считаются временными, хотя их может быть достаточно, чтобы вызвать кратковременное разрушение.