Факторы и причины возникновения внутреннего напряжения при термообработке стекла - Определение и снятие внутреннего напряжения в стекле
При изменении температуры окружающей среды (воздуха, воды и др.) в помещенном в нее стекле возникают напряжения, под действием которых стекло может разрушиться.
Возникновение напряжений обусловлено следующими факторами:
- -- низкой теплопроводностью стекла; -- появлением значительных температурных градиентов при нагреве или охлаждении; -- неравномерным изменением размеров и объема отдельных участков нагревающегося или охлаждающегося стекла.
Рассмотрим механизм возникновения напряжений в твердом стекле применительно к условиям эксплуатации изделий. Для наиболее массовых изделий (стеклянная тара, бытовая посуда, термосные колбы), температуры окружающей среды (воды) не превышают 100°С.
В этом случае стекло реагирует на температурные изменения как упругое тело и возникают временные термоупругие напряжения, исчезающие (если стекло не разрушилось) при выравнивании температуры. Пусть имеется стеклянный шар, который мысленно можно разделить на ядро и внешний слой. Последний в свою очередь разделен на Если шар нагрет, все его части имеют одинаковую температуру, поэтому напряжения внутри шара нет. При резком охлаждении внешний слой будет остывать значительно быстрее, чем ядро, поэтому объем шара уменьшается неравномерно. Если бы секторы внешнего слоя не были связаны между собой, то каждый из них сжался бы, а между ними образовались свободные пространства. Но так как частицы стекла во внешнем слое связаны, между ними возникают напряжения растяжения, которые могут довести внешний слой до разрушения, т. е. до образования радиальных трещин, идущих от поверхности. Между внешним слоем и ядром будут создаваться напряжения сжатия, так как ядро противодействует сжатию внешнего слоя под действием более резкого охлаждения последнего.
При резком нагревании внешний слой, нагреваясь быстрее ядра, стремится увеличиться в объеме и отслоиться от ядра. Но так как он связан с ядром, то между ними возникают напряжения растяжения. Между частицами внешнего слоя, которые не могут оторваться от ядра, но увеличиваются в объеме, возникают напряжения сжатия.
Если принять во внимание, что стекло сопротивляется растяжению во много раз хуже, чем сжатию, а прочность стекла сильно зависит от состояния поверхности, и резкий тепловой удар получает всегда поверхность стекла, то для стекла более опасно быстрое охлаждение, чем нагревание.
Термостойкость стекла зависит главным образом от температурного коэффициента линейного расширения, модуля упругости, предела прочности при растяжении.
В основном термостойкость стекла определяется температурным коэффициентом линейного расширения: чем он меньше, тем выше термостойкость. Для стеклоизделий термостойкость в значительной степени зависит от состояния поверхности и однородности стекла. Сколы, царапины, трещины, неоднородность состава и плохой отжиг -- все это резко снижает термостойкость стекла.
Плохая теплопроводность способствует неравномерному распределению напряжений по сечению охлаждающего стекла при термическом воздействии, поэтому, чем тоньше и равномернее по сечению стенки изделия, тем выше его термостойкость. Именно этими факторами обеспечивается высокая термостойкость термосных колб.
Похожие статьи
-
Внутренние напряжения в стекле - Определение и снятие внутреннего напряжения в стекле
Внутренние напряжения в стекле могут возникнуть в результате приложения внешних механических воздействий (сжатия или растяжения); кроме того, они могут...
-
Погрешность измерения -- оценка отклонения измеренного значения величины от ее истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой)...
-
Значительные остаточные напряжения могут возникать после механической обработки (точения, фрезерования, шлифования и др.). Особенность этих остаточных...
-
Мясо относится к скоропортящимся продуктам, которые при обычных условиях не выдерживают длительного хранения. Изменения его качества ускоряются при...
-
Для измерения деформаций широко применяются проволочные тензорезисторы. Они используются также и при исследовании остаточных напряжений. Тензорезисторы в...
-
Напряжения и деформации при сварке
Как известно, металлы при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Во время электросварки происходит нагрев отдельных участков металла при...
-
Определение структурных составляющих зоны термического влияния при сварке
Цель курсовой работы - определение структурных составляющих зоны термического влияния при сварке. Теоретические сведения При сварочном термическом...
-
Алюминиевый сплав марки Д16 больше известен как дюраль или дюралюминий. Такое название носят все сплавы, в которых к алюминию добавлены медь и магний....
-
Рассмотрим более общий случай плоского (двухосного) напряженного состояния, когда отличны от нуля два главных напряжения ?1 и ?2 (рис. 2.27, А)....
-
В образовании капиллярно-пористой структуры изделий главная роль принадлежит белкам и крахмалу муки. В процессе прогрева теста при температуре 50-70°С...
-
Стекло - Стекло и строительные материалы на основе минеральных вяжущих веществ
C:Documents and SettingsСvetaLocal SettingsTempRar$DI00.922Все для материаловеденияСтеклоСтеклышко1.htm - word0000#word0000 Стекло, твердый аморфный...
-
Физико-химические показатели при хранении молока и механической обработке - Химический состав молока
1). Изменение составных частей при хранении и транспортировании молока. 2). Изменение составных частей при механической обработке. 3). Изменение...
-
Основы современной технологии стекла. - История стекла
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А) подготовки сырых материалов; Б)...
-
Первичная обработка молока заключается в его очистке от механических примесей и охлаждении до 4-6 ОС. Очистка молока от механических примесей молоко...
-
Производственные помещения вычислительного центра характеризуются следующими факторами вредного воздействия на работающего: - Повышенным тепловыделением...
-
Выбор твердости, термообработки и материала колес Принимаем термообработку №1 Термообработка колеса и шестерни одинаковая - улучшение, твердость...
-
Дефекты шелковой ткани и причины их возникновения - Экспертиза качества шелковой ткани
Погрешности определения размеров детали не позволяют материалу, из которого сделана деталь, полностью покрыть запроектированный участок поверхности...
-
При питании асинхронного двигателя от преобразователя частоты в процессе преобразования напряжения промышленной частоты в напряжение регулируемой...
-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ПОЛОЖЕНИЯ ГЛАВНЫХ ПЛОЩАДОК - Коэффициент запаса прочности
Рассмотрим обратную задачу. Даны нормальные и касательные напряжения, действующие по граням элемента (рис. 2.28, А). Требуется определить положение...
-
Поверхностная закалка - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Это закалка, при которой только поверхностный слой изделия нагревают до заданной температуры. При поверхностной закалке на некоторую (заданную) глубину...
-
Определив напряжение в опасном сечении растянутого (сжатого) стержня по формуле (2.2) и установив допускаемое напряжение в соответствии с соображениями,...
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием механических напряжений. С. Н. Журковым и А. П. Александровым была сформулирована...
-
Как определить качество фарфора? Возьмите тарелку, переверните и положите ее на стол. У качественного фарфора геометрия должна быть идеальной. Круглая...
-
Превращения при отпуске - Характеристика термической обработки
Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температуры ниже ac1, с последующей выдержкой и охлаждением с...
-
1. Плоскостность. Требование, означающее строгую параллельность лицевой стороны, куда наносят пленку, к тыльной стороне. Это необходимо как для...
-
Блюда, производимые на предприятиях общественного питания, делятся на различные группы в зависимости от используемого сырья и способов кулинарной...
-
Классификация теста По способу разрыхления все виды теста для мучных кондитерских изделий можно разделить на два вида: дрожжевое и бездрожжевое (или...
-
Вспученный жидкий стекло теплоизоляционный Теплоизоляционные изделия на основе вспученного жидкого стекла включают широкую гамму материалов, основным...
-
При механической и тепловой кулинарной обработке происходят глубокие изменения в продуктах. Правильная обработка влияет на качество готового блюда....
-
Этапы развития стеклоделия. - История стекла
Естественное стекло известно человеку с древнейших времен. Наконечники стрел, ножи и т. п., изготовленные первобытным человеком из природного...
-
Возможные неисправности холодильного агрегата типа "Снайге - 12Е", причины возникновения и способ устранения При нарушении правил эксплуатации...
-
Посадкой Называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу...
-
Выбор марки материала, назначение химико-термической обработки зубьев; определение допускаемых напряжений Используя таблицу П21 и П28, назначаем для...
-
Определение межосевого расстояния и параметров зубчатых колес второй ступени. В соответствиями с указаниями [1] принимаем = 490 М; = 1,01; = 0,1; =427...
-
Идентификация и анализ вредных и опасных факторов при сварке передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 При выполнении сварочных работ в процессе...
-
Технология производства. Технологический процесс производства [ 4, ст. 45 ] азотной кислоты делится на четыре основные стадии: - конверсию аммиака; -...
-
Микрофлора крупы по качеству близка микрофлоре зерна, из которого она изготовлена, но количество микроорганизмов в ней несколько больше. На...
-
Технология производства. В настоящее время азот на химических комбинатах добывают из атмосферного воздуха его разделением на фракции в специальных...
-
С целью понижения габаритов передачи, получения высокой изгибной и контактной выносливости зубьев выбираем для шестерни и колеса материал сталь 45....
Факторы и причины возникновения внутреннего напряжения при термообработке стекла - Определение и снятие внутреннего напряжения в стекле