玻璃鋼化爐(lú)在生產(chǎn)中出現彩虹斑現象對鋼化玻(bō)璃(lí)本身的質量不產生影響,無論是玻璃的反射果(主要指玻璃表麵的反射失真現象)、玻璃的強度(dù),還是玻璃(lí)的光透射果,都不會因彩虹斑(bān)的出現而對其造成影響,門窗幕牆鋼化玻璃標(biāo)準GB 15763.2-2005中也未對鋼化玻璃(lí)彩虹斑現象進行限製和要求。但是,相對明顯的彩虹斑紋的出現,必然會引(yǐn)起客戶的不滿。
1 彩虹(hóng)斑(bān)紋產生的原(yuán)因先,我們從玻璃材料和光學的角度對彩虹(hóng)斑紋現象進行分(fèn)析。
鋼化之(zhī)前的浮法玻璃原片,在結構上(shàng)屬於(yú)原子排列不規則的無定形結構,屬於各向同(tóng)性材料,就是說各個方向的物理化學性(xìng)質在宏觀上相(xiàng)同。因為,玻璃在進行鋼化之前其原子(zǐ)排列在微觀上雜亂無章(zhāng),導致了宏觀上的物理化學(xué)的各向同性(xìng),各向(xiàng)同性的結果是光線在通過(guò)玻璃時,總能有合適的通路可(kě)以使光線通過,所以退火良好的浮法玻璃原片,光線通過的速(sù)度(dù)在所有方向都樣,出射光與入射光沒有變化,不會(huì)出現(xiàn)彩虹(hóng)斑紋的現象。
鋼化後的玻璃會在(zài)玻璃的表(biǎo)麵層形成的壓應力,在玻璃的(de)內部形成的張應(yīng)力,存在從表麵到中心,同表麵層的不同位置的密(mì)度的差異。宏觀上相對不規則的原子排(pái)列造成鋼化(huà)後(hòu)的玻璃成為各向異性材料。當束偏振光(guāng)通過鋼化玻璃時,這(zhè)就(jiù)使得讓可(kě)見光線通過的通路成為條曲折的路線,由於玻璃內部存在著光密度差異(yì),這(zhè)束光會被分解為兩束傳播速度不同的偏振光,即束為傳播速度相對較快(kuài)的光,束(shù)為(wéi)傳播(bō)速度相對較慢的(de)光。當在某(mǒu)點形成的兩束光與在另外點形成的光(guāng)束相(xiàng)交時,由於光傳播速度(dù)的不同在光束相交點存在著相位差,在這點上兩束光就會產生幹涉現(xiàn)象(xiàng),當(dāng)兩(liǎng)束(shù)光線的振幅方向相同時,光線被(bèi)加強,在視覺上產生亮視場,即彩虹斑紋。所以,鋼化玻璃(lí)應力分布越不均勻,表麵所產(chǎn)生的彩虹斑紋現象就越為明(míng)顯。
2 避免和減輕彩虹(hóng)斑紋的(de)工藝控製方法通過上述分(fèn)析,可(kě)以明確導致鋼化玻璃出現彩虹斑紋現象的罪(zuì)魁禍是玻璃鋼化後的應力分布不均勻所造成的(de),如果玻璃在鋼化後(hòu)應力分(fèn)布越均勻,出現的(de)彩虹斑紋就(jiù)越小。
2.1玻(bō)璃的加熱要想避免和(hé)減輕(qīng)玻璃鋼(gāng)化後的彩虹斑紋,玻璃在進行風冷前玻璃各個區域的溫度必須做到(dào)高度的均勻致,否則(zé)玻璃溫度相對高區域所產生的內部張應力大,表麵壓應(yīng)力較小,玻璃溫度相(xiàng)對低的區域所產生的內部張應力小,外部壓應力(lì)較大,終導致玻璃表麵產生(shēng)分布不均勻的應力。玻(bō)璃(lí)加(jiā)熱不均勻的主要因素是加(jiā)熱(rè)爐的各個區域的爐溫不致。
為了做到加熱爐內溫度分布均勻致,我們應當(dāng)合理控製(zhì):1)爐內溫度設定。在設定加熱爐溫度(dù)時,要充分考慮爐體邊部(bù)的散熱情況,爐(lú)體邊部的溫度(dù)設置要略高於中部(bù)爐體的(de)爐溫設置。另外,要保證爐體邊部的密封良好,同時保溫棉無出現破損現象;2)要保證爐體內溫度傳(chuán)感器的準確性。對於出現故障的溫度傳感器要及時進行更換;3)不能(néng)正常進行加熱的(de)加熱器(qì)(元件)及時進行(háng)更換(huàn);4)玻(bō)璃進爐前合理的上片碼放,不能反複使用某種碼放排列方法,這樣會導致該區(qū)域溫度低於長時間未碼放玻璃的區(qū)域;5)加熱爐的爐(lú)絲布局對玻璃的(de)均勻(yún)加熱也十分重要,建議選(xuǎn)用矩陣式爐絲(sī)布局。
2.2玻璃的吹風冷卻加熱後的玻璃在進行急冷時,對鋼(gāng)化應力的形成是非常重(chóng)要的。加熱後的玻璃在進行急冷吹風時,由於吹風冷卻的不均勻也會導(dǎo)致應力的不均勻。冷卻強度越大,該區域玻璃表麵的壓應力就越大,這樣,冷卻強(qiáng)度相對較(jiào)大的區域就會形成玻璃(lí)表麵層壓應力大,冷卻強度小的(de)區域就會形成玻璃表麵層的壓應力(lì)小。
為了避免由(yóu)於吹(chuī)風冷卻過(guò)程而造成的應力分布不(bú)均勻,我(wǒ)們須(xū)控製:(1)必(bì)須保證鋼(gāng)化(huà)爐急(jí)冷段的風柵所有吹風孔無遮擋,完通透;(2)上、下風柵的導風管保證無破損漏氣且無(wú)折皺,別是下風柵的導風管,在(zài)進行生產前要清理掉(diào)積壓在下風柵導(dǎo)風管上的碎玻璃渣;(3)保證風冷段輥道所纏繞的芳綸(lún)繩(shéng)間隙致。加熱後在玻璃傳輸到風冷段時,風冷段輥道也具有定的導熱能力,玻璃與輥道接觸的部位被迅速冷卻,如果風冷段輥道所纏繞的芳(fāng)綸繩的(de)間隙不致,同樣會造成玻璃的冷卻不均(jun1)勻;(4)風(fēng)冷段上、下風柵風眼孔徑的大小要致,風眼(yǎn)的孔壁表麵要保證光潔,不能存在金屬(shǔ)毛刺。如果風眼孔壁存在金屬毛剌很粗糙,吹出來的風定程度上會被阻滯(zhì),也會對玻璃的均勻冷卻(què)產生影響。
吹風冷卻時玻璃的冷擺運(yùn)動。玻璃進行急冷時(shí),從風柵孔中噴出的高速氣流呈圓錐狀,它不斷與玻璃摩擦,進行能量交換。從熱力學(xué)分(fèn)析,氣流垂(chuí)直冷卻玻璃板麵時,冷卻的速度與氣流相對於玻(bō)璃運動(dòng)的速度有(yǒu)關。玻璃在進行冷卻時,在理想條件下(xià)兩麵冷卻是對稱進行的,玻璃板麵的冷卻速度(見圖1如示)與風(fēng)柵吹風孔中心軸越(yuè)近,冷(lěng)卻的速度越快,其(qí)結果造成玻璃鋼化應力分不均勻。提(tí)高玻璃(lí)與風柵的相(xiàng)對運動速度有利於玻璃的均勻冷(lěng)卻,玻璃在吹風冷卻時應采用小擺幅高頻率的冷擺動。
3 鋼化玻璃的(de)安裝角度與觀察角(jiǎo)度(dù)調整鋼化玻璃的安(ān)裝角度與觀察角度在定程度上可以避免彩(cǎi)虹(hóng)斑產生視覺(jiào)影響。鋼化(huà)玻璃(lí)彩虹斑的出現與玻璃的(de)安裝角度和觀察(chá)角度有很大的關係,之所以我們能看到鋼(gāng)化(huà)彩(cǎi)虹斑,是由於可見光線(xiàn)通過(guò)玻璃時發生了偏振。光線從玻璃的表麵以某角度反射時,就有部分光線(xiàn)發生了偏振,同樣透過玻璃的(de)折(shé)射光也有部分發生了偏振,當可見光線的入射角的正切值與玻璃的折(shé)射率相等時反射(shè)偏振達到值。無色透明玻璃(浮法(fǎ)玻璃)的(de)折(shé)射率為1.5,光線以56°的入射角(jiǎo)從玻璃表麵所反射的光幾乎部為偏振光,玻璃表麵的反射率為4%,我們所看(kàn)到(dào)的反射光是從兩個各為4%的反射率的表麵反射的。光(guāng)線照射到門窗幕牆的內表麵時,由於反射光經過(guò)了(le)存在應力的玻璃,這部分光與門窗幕牆外表麵的反射光(guāng)發生幹涉作用就產生了彩色斑紋,因(yīn)此,在以入(rù)射角56°觀察玻璃時彩虹斑(bān)紋為明顯,別是采用鋼中空玻璃的門窗幕牆,由於反(fǎn)射麵較多偏振(zhèn)光也較多,對於有同樣應力不均勻的鋼化玻璃,我們看到的彩虹就會顯得更加嚴重。
4 結語隨著人們審美水平的提高,對於(yú)鋼化(huà)玻璃(lí)在要求安(ān)強度性能的同(tóng)時,彩虹斑現象應當引起每位玻璃材料(liào)科技工作者(zhě)的重視,減輕乃至消除鋼化玻璃應力分布不均勻應當成為努力方向和目標。隻要我們選用合理的鋼化設備和控製工藝,完(wán)可以達到減少光彩虹斑(bān)現象的出現,達到對鋼化玻璃的美觀要求。