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玻璃瓶中的应力一般可分为几类

在生产过程中,玻璃瓶经受激烈的、不均匀的温度变化,会产生热应力。这种热应力能降低玻璃瓶的强度和热稳定性。热成型的制品若不经退火令其自然冷却,则在冷却、存放、使用、加工过程中会产生炸裂。
    退火就是消除或减少玻璃制品中的热应力至允许值的热处理过程。薄壁制品 ( 如灯泡等 ) 和玻璃纤维在成型后由于热应力很小,除适当地控制冷却速度外,一般都不再进行退火。若玻璃表面层具有有规律的、均匀分布的压应力就能提高玻璃的强度和热稳定性。玻璃的淬火增强就是应用这一原理。 
    玻璃瓶中的应力一般可分为三类:热应力、结构应力及机械应力。 
    玻璃瓶中的热应力是由于玻璃中存在温差而产生的应力,按其产生的特点可分为暂时应力和永久应力两类。 
    1 .暂时应力 
    在温度低于应变点时,处于弹性变形温度范围内 ( 即脆性状态 ) 的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力,随温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失,这种应力称为暂时应力。 
    把温度低于应变点以下的、无应力的玻璃板进行双面均匀自然冷却,则玻璃表面层的温度急剧下降,由于玻璃的导热系数低,故内层冷却缓慢,由此在玻璃内部产生了温度梯度,沿厚度方向的温度场分布呈抛物线形。
    玻璃瓶在冷却过程中处于较低温度的外层收缩量应大于内层,但由于受到内层的阻碍而不能收缩到正常收缩量,所以外层产生了张应力,内层处于压缩状态而产生了压应力。这时玻璃厚度方向的应力分布是外层为张应力,内层为压应力,其应力分布呈抛物线形。在玻璃中间的某层,压应力和张应力大小相等,应力方向相反,相互抵消,该层应力为零,称中性层。 
    玻璃瓶继续冷却,当表面层冷却到室温后,表面温度不再下降,其体积也不再收缩,但内层温度高于外层,它将继续降温收缩,这样外层开始受到内层的拉引而产生压应力,此部分应力将部分抵消冷却开始时所受到的张应力,而内层收缩时受到外层的拉伸呈张应力,将部分抵消冷却开始时的压应力。随着内层温度不断下降,外层的张应力和内层的压应力不断相互抵消,当内外层温度一致时,玻璃中不再存在应力.反之,若玻璃板由室温开始加热,直到应变点以下某温度保温时,其温度变化曲线与应力变化曲线恰与上述相反。 
    暂时应力虽然随温度梯度的消失而消失,但其应力值应严加控制,若超过了玻璃的抗张强度的极限,玻璃会发生炸裂。通常应用这一现象以骤冷的方法来切割玻璃制品及玻璃管、玻璃棒等。 
     2 .永久应力 
    当玻璃瓶玻璃内外温度相等时所残留的热应力称永久应力。 
    将一块玻璃瓶加热到高于玻璃应变点以上的某一温度,待均热后板两面均匀自然冷却,经一定时间后玻璃中温度场呈抛物线分布。玻璃外层为张应力而内层为压应力,由于应变点以上的玻璃具有粘弹性,即此时的玻璃为可塑状态,在受力后可以产生位移和变形,使由温度梯度所产生的内应力消除。这个过程称为应力松弛过程,这时的玻璃内外层虽存在着温度梯度但不存在应力。当玻璃冷却到应变点以下,玻璃已成为弹性体,以后的降温与应力变化与前述的产生暂时应力的情况相同,待冷却到室温时虽然消除了应变点以下产生的应力,但不能消除应变点以上所产生的应力,此时,应力方向恰相反,即表面为压应力,内部为张应力,这种应力为永久应力。 
    3 .玻璃瓶中的结构应力 
    玻璃瓶因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力称结构应力。它是属于永久应力,玻璃瓶即使经退火也不能消除这种应力。玻璃中的成分不均体,其热膨胀系数与主体玻璃不相同,因而主体玻璃与不均体的收缩、膨胀量也不相同,在其界面上产生了应力,所以,退火也不能消除这类应力。例如,当玻璃中存在结石、条纹和节瘤时,就会在这些缺陷的界面上引起应力。 
    4 .机械应力 
   由外力作用在玻璃瓶中玻璃上引起的应力,当外力除去时该应力随之消失,此应力称机械应力。在生产过程中,若对玻璃瓶施加过大的机械力也会使玻璃制品破裂。
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