CN108883976A - 玻璃基材的微波回火 - Google Patents

玻璃基材的微波回火 Download PDF

Info

Publication number
CN108883976A
CN108883976A CN201780020806.9A CN201780020806A CN108883976A CN 108883976 A CN108883976 A CN 108883976A CN 201780020806 A CN201780020806 A CN 201780020806A CN 108883976 A CN108883976 A CN 108883976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass sheet
glass
temperature
microbeam
tempering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780020806.9A
Other languages
English (en)
Inventor
W·许
焦榆
D·A·阿勒顿
D·J·欧肖内西
C·于
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Ohio Inc
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of CN108883976A publication Critical patent/CN108883976A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/044—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/0235—Re-forming glass sheets by bending involving applying local or additional heating, cooling or insulating means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C03B25/04—Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/06—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products
    • C03B25/08—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products of glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/012—Tempering or quenching glass products by heat treatment, e.g. for crystallisation; Heat treatment of glass products before tempering by cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0417—Controlling or regulating for flat or bent glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/04—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way
    • C03B29/06—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way with horizontal displacement of the products
    • C03B29/08—Glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/007—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in gaseous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0065—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by microwave radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

本文提供的是使用微波发生器例如回旋管来加热和回火玻璃的方法。本文还提供的是用于将玻璃加热到回火温度的系统，其包含微波发生器例如回旋管。

Description

玻璃基材的微波回火
发明领域
本文提供的是使用微波能量回火玻璃的方法和用于回火玻璃的相关系统。
发明背景
玻璃产品可以通过许多方法的任何一种来强化，例如退火，加热强化和回火。强化玻璃产品的典型的方法包括加热和冷却该玻璃。回火可以通过将玻璃从高温例如大于600℃和典型的大约620℃，例如627℃-704℃或者1160°F-1300°F迅速冷却到较低温度来实现。这典型的是通过在所谓的“淬火”方法中用高压空气鼓风(blast)该玻璃表面来实现的。迅速冷却在玻璃外表面和玻璃内部之间的玻璃中产生了急剧的温度梯度，并且玻璃中心通过从较冷的外表面牵引离开而产生张力，并且外表面进入压缩态。在一种可选择的方法中，回火可以通过“化学回火”来实现，其中该玻璃表面内的离子是与其他离子，典型的较大离子通过离子交换方法来交换，由此引起玻璃表面中的压缩。化学回火没有淬火常用，但是更多地涉及薄玻璃片材，例如用于显示器的那些。
平坦和弯曲玻璃产品例如建筑透明体或者陆运，空运和水运运载体的透明体典型地通过淬火来回火。在常规的加热回火方法过程中，玻璃是在常规的烘箱(炉)中加热的，其装备有常规的红外(IR)加热器(例如线圈)和/或使用加热气体的对流系统。通常，为了在常规烘箱中实现大的片材的均匀加热利用了往复/振荡“摇动和焙烤(shake-and-bake)”技术。虽然具有控制玻璃产品运动，烘箱温度和对流的能力，但是典型的三维(3D)IR加热烘箱不能精确和快速加热玻璃产品的全部表面。
此外，基于IR或者基于加热气体的加热方法从外向内加热玻璃片材，这在玻璃横截面中产生了抛物线式加热曲线。为了通过常规方法充分加热玻璃产品内部，经常将玻璃外部在大于所需的温度加热和/或加热更长的时间，这在当它加热用于回火目的时增加了变形的机会，特别是玻璃产品表面的接触点处的变形，例如在弯曲铁、辊或者用于运输玻璃的其他载体的接触点处的变形。例如完全回火的玻璃(其已经在卧式炉中制造)可包含表面扭曲。具体地，在玻璃表面加热到(或者接近于)软化点时，该玻璃通过硬传送机辊移动，这在玻璃表面产生了印记。另外，高温引起该玻璃变得较不平坦，即，该玻璃变弯。
另外，传统的IR加热炉不能精确控制玻璃温度，这归因于有限的加热线圈密度和炉中的辐射加热分布。不均匀的玻璃片材温度和相组合的玻璃的内部温度梯度是传统的热回火方法中表现出的玻璃回火扭曲的两个原因。
此外，许多基材具有IR反射层，这使得在常规烘箱中进行玻璃产品的加热中固有的难度增加。归因于常规烘箱的从外向内加热效应，加热该玻璃产品花费时间，其随着玻璃产品的厚度和/或反射率的增加而增加。多层基材和较厚基材特别易受这些困难的影响。
发明内容
提供了一种强化玻璃片材的方法。该方法包括：使用微波发生器所产生的微波束将玻璃片材加热到回火温度；和将该使用微波束加热到回火温度的玻璃片材淬火，来产生回火的玻璃片材。
提供了一种强化玻璃片材的方法。该方法包括将该玻璃片材与离子半径大于该玻璃片材中的离子的离子接触；和使用超高频率微波发生器所产生的微波束加热该玻璃片材。
提供了一种生产回火的玻璃产品的系统。该系统包含：玻璃回火淬火室，其包含强制通风集管(manifold)和至少一个开口；传送机系统，用于传送延伸入淬火室的玻璃片材；和微波发生器，其产生了微波束，该微波束与和淬火室相邻的传送机系统上所携带的玻璃片材的位置相交，以使得该传送机所携带的玻璃片材直接从传送机系统上与微波束相交的位置转移进入淬火室。
附图说明
图1A，1B和1C是这样的图，其显示了通过从外向内方法(图1A)和通过本文所述方法(图1B和1C)加热的玻璃片材的加热曲线。“T”指的是玻璃厚度，并且X轴(Y＝0)是该玻璃片材的中心，和温度在X轴上从左到右增加。
图2是一个图，其显示了玻璃片材的温度随着距离玻璃片材后缘的距离而增加的例子。
图3示意性地说明了根据本发明一种实施方案的微处理器，用于接收来自于传感器的信号和作用于该信号。
图4A是一个平面图，其显示了根据本发明一种实施方案，回旋管的微波束选择性加热一个或多个玻璃片材的堆叠体的部分的路径。图4B和4C描绘了根据本发明的实施方案如本文所述的回旋管束-分离器。
图5是一个平面图，其显示了根据本发明一种实施方案，回旋管的微波束选择性加热一个或多个玻璃片材的堆叠体的部分的路径。
图6是根据本发明一种实施方案的预热和微波室的正视横截面图。
图7是根据本发明一种实施方案的淬火室的正视横截面图。
图8A和8B是根据本发明实施方案的回火系统的示意性正视图。
图9是根据本发明一种实施方案的微波辅助的化学回火室的示意性正视图。
图10是根据本发明一种实施方案的玻璃回火系统的示意图。
图11是根据本发明的一种实施方案的玻璃回火系统的示意图。
图12是根据本发明的一种实施方案的玻璃回火系统的示意图。
图13是根据本发明的一种实施方案的玻璃回火系统的示意图。
图14是根据本发明的一种实施方案的基于微波的杂化玻璃热和化学回火系统的示意图。玻璃是在箭头方向上传送的。
具体实施方式
如本文使用的，表示说明书和权利要求中所用的尺寸，物理特性，加工参数，成分的量，反应条件等的全部数字被理解为为在全部的情况中是用术语“大约”修饰的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和权利要求中阐明的数值可以根据本发明所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算将等价原则的应用限制到权利要求的范围，每个数值应当至少按照所报告的有效数字的数值和通过使用通常的四舍五入技术来解释。此外，本文公开的全部范围被理解为包括开始和终止范围值以及其中包含的任何和全部子范围。对于在最小值1和最大值10之间(并包括端值)之间的范围；即，全部的子范围是从最小值1或者更大开始，并且以最大值10或更低结束，例如1-3.3，4.7-7.5，5.5-10等。此外，如本文使用的，术语“处于……上”表示在表面上，但是不必需与表面接触。例如第一基材“处于”第二基材上不排除存在着位于第一和第二基材之间的相同或不同组成的一种或多种其他基材。复数包括单数，反之亦然。例如虽然本发明已经用术语“一个”烘箱，“一个”热电偶或者“一个”回旋管或者“一个”回旋管束进行了描述，但是可以使用多个烘箱，热电偶，回旋管或者回旋管束。当给定范围时，那些范围的任何端点和/或那些范围内的数字可以在本发明的范围内合并。“包括”和类似术语表示“包括但不限于”。如本文使用的，空间或者方向术语例如“左”，“右”，“内”，“外”，“上”，“下”等如它在附图中所示那样与本发明相关。但是，应当理解本发明可以采用不同的可选择的定向，和因此这样的术语不被认为是限制性的。
措词“包含”和如本说明书和权利要求中所用的措词“包含着”的形式不限制要求保护的本发明来排除任何变化或者增加。
本文所述的方法和系统可用于回火玻璃片材，包括平坦玻璃片材，例如可用作建筑透明体，或者弯曲玻璃片材，例如用作飞机透明体。“玻璃片材”指的是具有中间平面和成对的相对延伸表面的玻璃结构。通过提及玻璃片材的“皮层(skin)”，“外面”或者“主表面”，它表示包括该玻璃的最外表面以及与之直接相邻的部分。通过提及玻璃片材的“边缘”，它表示所述片材的前缘或者后缘或者其延伸的相对侧面“次表面”。
该玻璃片材可以包括单个玻璃层，多个玻璃层，或者涂覆玻璃，其具有用于控制电磁能透射率，吸光度，折射率或者反射率的一种或多种层，如玻璃窗(glazing)领域公知的。例如该玻璃片材可以是对可见光不透明，透明或者半透明的。用“不透明”表示具有可见光透射率是0％。用“透明”表示可见光透射率范围大于0％-100％。用“半透明”表示允许电磁能量(例如可见光)通过，但是扩散了这种能量，以使得在观察者对侧上的物体不是清晰可见的。该玻璃片材可以是透明玻璃片材。形成玻璃片材的玻璃材料的非限定性例子包括常规的钠钙硅玻璃，硼硅酸盐玻璃，和锂铝硅玻璃(lithia-alumina-silica glass)。该玻璃可以是透明玻璃。用“透明玻璃”表示非调色或者非着色玻璃。可选择地，该玻璃可以是调色或者以其他方式着色的玻璃。该玻璃可以是常规浮法玻璃和可以是具有任何光学性能的任何组合物，例如任何值的可见光透射率，紫外光透射率，红外光透射率和/或总太阳能透射率。用“浮法玻璃”表示通过常规浮法形成的玻璃。浮法玻璃方法的例子公开在美国专利No.4744809和6094942中，该专利在此引入作为参考。该玻璃可以是美国专利No.8062749所公开类型的透明锂铝硅玻璃，或者该玻璃可以是美国专利No.4192689；5565388，和7585801所公开类型的透明钠钙硅玻璃。
该玻璃片材可以用于制造用于飞行器的成形整料或者成形的层合透明体。但是，如可以理解的，该回火的玻璃片材可以用于制造任何类型的透明体，例如但不限于挡风玻璃，窗户，后灯，遮阳蓬和汽车天窗(moon roof)；层合的或者非层合的住宅和/或商用窗户；中空玻璃单元，和/或用于陆运，空运，太空，水上和水下运载器的透明体。
用于本发明的微波能量可以通过微波发生器产生，其运行频率是至少100kHz或者至少1MHz，或者至少1GHz(千兆赫)，或者至少20GHz。术语“超高频率微波发生器”在此用于描述产生至少20GHz的微波电磁辐射的系统。“回旋管”是超高频率微波发生器的一个非限定性例子。超高频率微波发生器的其他例子包括公知的速调管或者行波管。该超高频率微波发生器的输出波长和能量适于快速和精确加热玻璃，例如20GHz-300GHz(例如对应于波长是大约15mm-1mm)，并且电功率是1kW(千瓦)-100kW。因此，输出是20GHz-300GHz和功率输出是至少1kW，至少5kW，例如1kW-100kW的超高频率微波发生器可以用于本文所述的方法和系统。在使用中，束可以是脉冲的。脉冲束当该束激活时可以具有临时功率输出，或者大于100kW，但是整体平均功率输出(包括激活和未激活时间期间)典型的是100kW或更低。
电磁辐射的“束”可以相干，准直，分离，引导(即，使用电磁波导)，和/或聚焦。对于超高频率微波发生器，波导例如磁波导，作为本领域已知的，可以用于产生束。微波束的直径可以是10mm-150mm。所述束可以是连续或者脉冲的，例如脉冲宽度是1-25秒，和周期时间是1分钟-10分钟。可以使用连续和/或脉冲微波束的组合。
“分束器”是一种光学装置例如立方分束器(两个胶合的直角棱镜，板式分束器，或者半镀银镜，其将单束电磁辐射分离成多个束，典型的是两个束。例如超高频率微波发生器例如回旋管所产生的束可以通过分束器分离成两束或者更多束。
“传送机”是任何合适的装置，系统或者机构，其用于将物体从第一物理位置转移到第二物理位置。例如传送机将玻璃片材例如平坦玻璃片材或者弯曲玻璃片材从一个位置转移到另一位置。该传送机可以包括任何必需的元件，例如但不限于：辊，短辊(stubroll)，发动机，致动器，齿轮，驱动元件，平台，机器人元件，电子元件，光学元件，控制元件，计算机，位置传感器，重量传感器，振动器，框架，和/或引导器，其通过本文所述的玻璃回火和生产系统引起，促进和控制玻璃片材的移动。传送机和传送机系统是本领域公知的，并且对其变体进一步描述是不必要的。
对于本文所述的方法或者系统的任何元件来说，元件，子系统，系统或者装置“能够”执行特定动作，功能，任务等配置为，适用于和/或能够执行该特定动作，功能，任务等。在这样的情况中，其中元件，子系统，系统或者装置据称能够执行特定动作，功能，任务等时，本领域技术人员将容易理解如何将该元件，子系统，系统，或者装置具体配置，排列，改变，安装或者连接到所述系统中。
归因于超高频率微波发生器加热玻璃的能力，光学器件(包括透镜，镜子和分束器)可以由这样的材料来制造，其不是通过超高频率微波发生器所产生的微波辐射来加热的。反射该微波辐射的第一表面或者金属镜子是有用的。如果它们不是通过回旋管束(其处于毫米波长)加热的，则透明的基材可以用于束路径内例如分束器中，并且包括介电材料，陶瓷，聚合物，晶体和复合材料，例如金刚石，二氧化硅，低损耗固态介电材料，低损耗铁氧体，或者低损耗复合材料。光学领域的技术人员可以设计和/或选择合适的光学部件用于该束路径。
在本发明上下文中，“烘箱”或者“炉”是一种室，在其中加热玻璃产品，无论是用于预升温，升温，弯曲，加热回火，加热退火目的还是任何其他目的。烘箱包含壁，其进行了合适的隔绝或者遮蔽，并且可以是任何有用的形状，例如立方体或者矩形棱镜。烘箱包含至少一个开口，和可以包含传送机，其穿过该开口和进入烘箱，并且配置来携带玻璃产品进入烘箱。该烘箱可以包含第二开口，并且传送机从烘箱外延伸穿过第一开口，穿过该烘箱和穿过该第二开口。传送机可以是任何有用的构造，其包含例如辊，其自由地滚动或者其是通过发动机例如计算机方法控制的发动机驱动的，来将玻璃产品沿着该传送机移动。传感器例如位置传感器可以用于监控玻璃产品沿着传送机和在烘箱内的位置，并且该玻璃产品沿着传送机的移动可以手工控制或者计算机控制。玻璃产品在传送机上的位置可以以位置传感器所产生的位置数据的形式获得，该位置数据可以通过计算机方法分析，并且控制该传送机的发动机可以通过计算机方法控制，以使得该玻璃产品沿着传送机根据预定协议移动。烘箱典型地包含在一个或多个开口处的门，其可以手工打开或者关闭，但是可以通过发动机打开和关闭。所述门的开闭可以通过自动化方法例如通过计算机方法来协调，其通过传送机进出该烘箱来同步玻璃产品的进出。
烘箱可以包含一种或多种加热元件，例如红外，例如电阻线圈，加热元件和/或加热的气体加热器。IR加热器可以是高强度加热线圈，例如具有功率输出3.6W/cm2。加热元件可以置于烘箱的一个或多个壁上。例如在矩形棱镜或者立方体形状烘箱的情况中，该加热可以是三维的(3D)，这意味着该烘箱在不同的壁上包含至少两个不同的加热元件。为了实现烘箱中玻璃产品更均匀的加热，风扇可以用于该烘箱内来产生对流。
要理解本发明在其应用中不限于具体所示的实施例，因为它们仅仅是本发明通用理念的示例。此外，本文用于讨论本发明的术语是出于说明目的，并非限制。仍然此外的，除非下面的讨论中另有指示，否则相同的数字表示相同的元件。
微波加热
本文所述的回火方案将传统的玻璃淬火技术与基于微波加热相结合来实现期望的玻璃回火性能。微波加热玻璃的独特能力增强了用于玻璃面板的传统热回火能力，改进了回火品质，降低或者消除了玻璃扭曲，允许更短的周期时间，和/或允许所述方法整体成本的降低。单个回火方法可以用于在涂覆和未涂覆的玻璃系统二者上产生高品质回火，具有方法的最小变化或者没有变化。相同的回火方法可以用于涂覆和未涂覆的玻璃二者。
不同于常规电加热，微波可以穿透玻璃，由此在体积上和有效地加热玻璃。与电(例如IR)加热相结合，本发明的微波加热产生了适于热回火的沿着玻璃厚度的期望的曲线。
玻璃回火方法的挑战包括：实现良好的回火玻璃品质，而不失去玻璃的形状，保持良好的光学品质，和/或使得玻璃回火方法过程中的断裂最小化。在IR加热炉中进行的传统热玻璃回火依靠IR加热炉来将该玻璃预热到回火温度。但是，归因于IR加热的性质，难以有效和足够地加热该玻璃片材的中平面。依次地，在该玻璃片材中形成了具有较低中平面温度的“负”抛物线温度梯度(参见例如图1A)，其限制了炉中的最大玻璃回火温度。当玻璃是薄的(例如厚度小于2.5mm)时，甚至更难以实现和保持所需的最大玻璃回火温度，这归因于快速的热耗散。最大玻璃回火温度是这样的因素，其将增加ΔT(玻璃表面温度和中平面温度之间的温差)，因此增加玻璃的回火强度，包括中心张力和/或表面压缩。频率高于20GHz的微波加热能够渗透玻璃表面和体积(内部)加热该玻璃片材，这归因于它独特的加热转移机理，其没有任何打算受限于这种理论：1)永久偶极子分子在微波能量的影响下重新定向，和/或2)由于离子成分的移动，在材料内发生电流流动。回旋管可以产生高功率和高频率微波束来加热玻璃。微波例如回旋管加热的优点包括：精确控制，有效加热，和/或可调节的束尺寸。具有较热的中平面的“正”玻璃内部温度梯度例如抛物线梯度(如图1C所示)可以在玻璃片材中产生，由此改进了玻璃的回火。
一旦玻璃片材离开加热烘箱，玻璃片材将冷却，并且在传送机系统中，该玻璃片材的前缘在后缘之前离开烘箱，所以在淬火室中开始淬火之前，前缘具有比后缘更长的冷却时间。所以，具有前缘和后缘的玻璃片材可以使用微波束加热到这样的温度曲线，其中玻璃片材的温度从后缘到前缘升高(参见例如图2)。在图2中，该微波加热片的前缘是通过虚线A来表示的，最小有效回火温度是通过虚线B表示的，并且该玻璃片材的最大回火温度是通过虚线C表示的。前缘和后缘之间的温差以及从前缘到后缘的温度曲线形状可以通过控制玻璃片材离开加热烘箱(一个或多个)来行进到淬火室的速度，环境温度和任何其他环境和/或方法相关的因素(一个或多个)(其导致从所述片材前缘到后缘的热损失)来选择的。通过将前缘微波加热到高于后缘的温度，与IR加热的玻璃片材相比，该玻璃片材在淬火室开始淬火时具有从前缘到后缘均匀的温度曲线，或者至少更均匀的温度曲线。在一个例子中，淬火室中玻璃片材从前缘到后缘的温度曲线是等温线，这意味着它是平坦和/或线性的，相对于线性等温线具有小于100℃到小于1℃的温度变化(一种具有单一温度的线，其在本发明上下文中是回火温度)，例如相对于线性等温线的变化量为100℃，90℃，80℃，75℃，70℃，60℃，50℃，40℃，30℃，25℃，20℃，10℃，5℃，1℃或者0.1℃，以及其之间的增量。
本文提供的是用于回火玻璃片材，例如平坦片材或者弯曲片材二者的方法和系统。该方法和系统提供了例如更均匀的加热曲线来实现玻璃产品快速、均匀的回火，包括成形和多层产品。提供了一种回火玻璃产品的方法，其可以包括在烘箱中预热玻璃片材，使用超高频率微波辐射例如使用回旋管将该玻璃片材加热到回火温度曲线，和淬火该玻璃片材来产生回火的玻璃片材。
微波束所产生的穿过该玻璃片材厚度的温度曲线可以是基本上平坦的(例如变化量最大±10℃)(图1B)。可选择地，该玻璃的外表面可以冷于玻璃片材中心(图1C)。为了实现此，该玻璃片材在其中加热到回火温度的烘箱的环境温度低于回火温度，例如该环境温度是800°F-1000°F。在该玻璃使用回旋管加热来产生温度曲线(其中该玻璃的外表面冷于玻璃内部)的同时，风扇或者其他空气循环装置可以用于在烘箱中产生对流。所以，还提供了一种将预热玻璃片材加热到回火温度的方法，其包括将该玻璃片材加热到回火温度，其中将该玻璃片材的至少一部分的内部点加热到与该玻璃片材的上覆表面点相同或者更高温度(该玻璃表面上与玻璃片材处于同一位置的点，例如用于平坦片的相同(x，y)坐标，和/或其中两个点处于与玻璃片材表面垂直的线上)。
用于微波加热的系统
本文提供了用于回火的系统，其使用微波加热玻璃片材到回火温度。基于微波(例如回旋管)加热方法独特的性能，系统和方法可以包括两个阶段。在第一阶段，将该玻璃片材通过微波(例如回旋管)系统加热，其例如可以包含两个室(例如IR预热和微波加热室)或者一个室，其中该玻璃片材是通过高功率微波(例如回旋管)系统加热，具有任选的伴随的传导加热，例如使用IR加热。在第二阶段，淬火系统将该玻璃温度快速降低来实现良好的玻璃回火品质。
这些系统和相关方法可应用于平坦的或者弯曲玻璃片材。对于航空航天透明体，或者对于其中产生弯曲玻璃片材的其他应用，本文所述的回火系统任选地直接依照弯曲方法，其可以包括微波弯曲，来产生半连续玻璃弯曲-玻璃回火方法。当存在时，微波弯曲方法和回火系统之间的连接传送机可以确保玻璃从微波弯曲室到淬火系统的过渡在回火温度和加热损失方面是正确的。它还可以确保该过渡是可靠和稳健的。使用这种方案，可以优化成本和总方法吞吐量，由此增加总输出和/或降低制造成本来制造航空航天透明体。该玻璃片材可以在第一烘箱中预热，移动到第二烘箱，在第二烘箱用微波束加热到回火温度曲线，移动到淬火室，和在淬火室中淬火。可选择地，该玻璃片材可以预热和然后在第一烘箱中用微波束加热到回火温度曲线，移动到淬火室，和在淬火室中淬火。在任一情况中，将该玻璃片材加热到回火温度是使用微波束来完成的，并且任选地使用另外的红外加热。
该微波束可以从玻璃片材上面施加，例如在非涂覆玻璃片材的情况中。在该玻璃片材的顶部主表面是涂覆的情况中，例如具有反射性和/或低发射率涂层的情况中，该玻璃片材可以通过微波束从下面加热。可以使用大于一个微波束来加热该玻璃片材，例如当该玻璃片材是从下面加热时，或者在其中阻碍物会阻隔单个微波束有效地加热整个玻璃片材的任何情况中。提供大于一个微波束可以使用大于一个超高频率微波发生器例如回旋管装置来完成，但是更经济地和灵活地，分束器可以用于将一个微波束分离成两个或更多个束。例如当玻璃片材从下面加热时，例如在其中该玻璃片材的上表面具有反射涂层的情况中，传送机或者框架的携带该玻璃片材的元件可能干扰用单个微波束覆盖和加热玻璃片材的整个表面。在另一情况中，例如使用较大玻璃片材时，对于回火目的而言，单个微波束可能不太有效地充分或者均匀加热该玻璃片材。在这些情况中，分束器例如本文所述的可以用于提供多个微波束。
下面进一步描述本文所述的装置，方法和系统的不同的非限定性例子。
用于在玻璃处理中例如在玻璃回火中将所述片材从站到站转移的控制系统包括但不限于玻璃片材的运动，烘箱的开门和关门，淬火室，微波室，化学回火室，弯曲室和/或其他室可以手工控制或者计算机控制。计算机包含微处理器系统，其包括微处理器，该微处理器处理用于执行任务的指令。指令可以是以任何合适的程序语言编程的，并且可以用于在例如本文所述系统的不同的机械，电或者光学方面上监控，控制和/或报告，其包括例如和不限于：监控和/或控制片材或者烘箱的温度，监控和/或控制片材的位置，监控和/或控制片材的形状，监控和/或控制片材加热来回火，和/或监控和/或控制片材的淬火。例如参见图3，烘箱中的热电偶可以将信号转发到计算机微处理器系统193(参见图3)。计算机微处理器系统193作用于该信号来分别确定炉内部的温度。如果炉内部的温度低于设定温度，则信号沿着线195转发来增加炉的加热输入。另一方面，如果炉内温度过高，则信号沿着线195转发来降低到炉的加热输入。如果炉内温度处于可接受的范围，则不采取行动。本文所述系统的传感器部件的非限定性例子包括高温计，热电偶，热扫描仪，位置传感器和扫描仪和本领域已知的这样的其他传感器，其用于测量本文所述的用于加工玻璃片材的系统或所处理的玻璃片材的温度，形状，位置或者任何其他有用的属性。
图4A是部分横截面的示意图，其显示了一种回旋管，其可用于本发明来加热玻璃片材所选择的部分。回旋管包括高功率线性束真空管，其能够产生高功率，高频率电磁辐射，其接近于红外太赫(THz)光谱的边缘。它的运行是基于在强磁场(例如通过超导磁铁提供的)中振荡的电子的激发回旋加速器辐射。如上所述，能够产生高功率，高频率电磁波的任何合适的微波发生器，例如具有输出频率20GHz-300GHz和功率输出至少5kW的微波发生器是合适的。图4A是一个示意图，其显示了回旋管177的不同零件。通常和不限于本发明，在回旋管177的运行中，阴极206所发射的电子被枪线圈磁铁208包围，其是在超导磁铁210的强磁场中加速的。虽然电子束212行进穿过强磁场210，但是电子开始在磁场强度所给予的特定频率旋转。在位于具有最高磁场强度的位置的腔室214中，THz辐射被强烈放大。使用模式转换器216来形成自由高斯束217，其经由窗口222离开回旋管177和连接到波导224上。回旋管市售自例如宾夕法尼亚州费城的Gyrotron Technology，Inc.。
继续参考图4A，自由高斯束217通过波导224到光学箱178。光学箱178具有镜子(未示出)，其排列来将该自由高斯束217准直成单束225和控制束225的尺寸例如直径。准直的束225经由波导226离开光学箱178和送入镜箱179中。镜箱179具有一个或多个可移动的镜子228(图4A以阴影显示的一个镜子)来将束225移动穿过区域230所限定的预定区域(参见图4A)。在图4A中，移动穿过区域230的束225是在平坦的玻璃片材68上入射的。
图4B是一个正视图，示意性显示了图4A所示装置的一个变体，其使用了分束器。在图4B中，回旋管177产生了束225。束225通过波导224进入分束器组件183。分束器组件描绘为包含三个分束器185a-c。分束器185a将束225分离成束a和a’，并且a垂直向上导向，并且是束225的25％和因此是回旋管177输出的25％，和a’是束225的75％。分束器185b将束a’分离成束b和b’，并且b垂直向上导向和是束225的25％，和b’是束225的50％。分束器185c将束b’分离成束c和c’，并且c垂直向上导向和是束225的25％，和c’是束225的25％。镜子187将束c’垂直向上朝着玻璃片材导向。分束器185a-c和镜子187可以固定在合适的地方，或者一个或者全部的分束器185a-c和镜子187可以共同或者独立地计算机控制来将束a，b，c和/或c’导向玻璃片材的表面。
另外的固定的或者可移动的和计算机控制的光学器件可以由本领域技术人员选择和采用来引导和/或改变束a，b，c和/或c’，这需要能够充分加热玻璃片材。图4B显示了束225分离成四个同样的束a，b，c和c’，每个具有初始束能量的25％。如本领域技术人员将理解的，所述束可以分离成任何数目的子束，例如2，3，4，5，6，7，8，9或者10个子束，只要该子束可以用于加热玻璃片材就行。另外的或者很少的分束器，如图4B所示，可以用于该目的。本领域技术人员可以确定用于分束器组件183的合适的光学元件。
图4C是一个俯视图，示意性描绘了图4B的装置的改变，在其中存在着用于引导束a，b，c和c’的另外的光学器件。在图4C中，如图4B那样，描绘了回旋管177，波导224，束225，束a，b，c和c’，分束器组件183，分束器185a-c和镜子187。描绘了另外的镜子228a，228b，228c和228c’。束a，b，c和c’是通过分束器185a-c和镜子187水平引导的，然后通过镜子228a，228b，228c和228c’垂直向上在同一方向上反射(朝着玻璃片材)，如图4B所示。每个镜子228a，228b，228c和228c’可以独立固定在合适位置或者共同或者独立地通过计算机可控和控制来将束a，b，c和c’导向玻璃片材上的具体位置(一个或多个)。对于图4A和12C的任何镜子228a，228b，228c和228c’的计算机控制来说，可以使用合适的致动器装置例如发动机或者控制元件，以及有线或无线通信模块，其适于控制镜子228a，228b，228c和228c’的位置。
如本领域技术人员将理解的，参见图4A和4B，回旋管177，波导224，分束器组件183，分束器185a-c，镜子228和187，镜子箱179和那些装置的任何其他元件可以以任何有用的构造安装到烘箱，炉，室等上，只要该装置能够有效加热玻璃片材就行。
微处理器或者计算机系统193(图3)可以经编程，例如但不限于沿着线缆239发送的信号，来控制光学箱178的镜子的运行(图4A)从而设定入射到成形中的玻璃片材上的束225的尺寸，镜子箱179的镜子228移动来控制区域230中的束225或者束a，b，c和c’的移动方向和移动速度(参见图4A)，和束225的能量(通过改变阳极电压)，施加到回旋管177的系统上的电压和/或磁场的强度。参见图3，4A和5，根据需要，通过微处理器193运行的镜子228将束225沿着顶部玻璃片材(例如面朝镜子箱179的顶部玻璃片材68)的表面246上的预定的路径244移动。能量束225在它沿着路径244在数字236所示的片材的区域中移动时，将该玻璃片材加热到用于该玻璃片材的它们的回火温度。能量束225在它沿着路径244在数字232所示的片材的区域中移动时(参见图5)将该玻璃片材加热到它们的回火温度。高温计或者其他温度传感器或者扫描仪可以用于监控该玻璃的温度。温度传感器或者扫描仪可以通过线缆251连接到微处理器或者计算机193上来将信号送到微处理器193，并且该微处理器可以通过改变束225沿着路径244的速度和/或通过改变束的能量(如上所述)将信号沿着线缆239转发来将玻璃所选择部分的温度保持在期望的温度范围。更具体地，束225速度的降低增加了玻璃的温度，反之亦然，并且增加阳极电压、磁场和/或所施加的电压增加了玻璃的温度，反之亦然。所述束沿着玻璃片材的移动可以通过如所示的引导束225来完成，但是也可以通过或者借助于玻璃片材的移动来完成，例如通过该玻璃片材的振荡来完成。所述束可以沿着玻璃片材以任何有用的图案和/或根据需要，基于玻璃片材的温度扫描来移动，从而升高、降低或者保持整个玻璃上的温度曲线。用于玻璃片材的目标温度曲线可以输入和存储在合适的非暂时性的计算机可读介质中，来自于温度传感器或者扫描仪的传感器输入可以使用微处理器与目标温度曲线比较，并且该微波束可以通过微处理器导向玻璃片材的部分，来将该玻璃片材的实际温度与目标温度曲线匹配。
获得和加工热数据，和使用那些数据来产生温度曲线可以在加热方法过程中重复一次或多次，例如以每0.0001-60秒的间隔重复，包括每0.0001，0.001，0.01，0.1，0.5，1，2，5，10，15，20，30和60秒，包括其之间的任何增量。甚至更短的时间间隔也是可以预期的，并且仅仅受限于计算机系统的吞吐量(例如加工功率)。该回旋管系统可能不能如计算机系统可分析数据那样快地响应计算机系统，因此扫描间隔可以基于回旋管系统的响应来设定。也就是说，扫描和分析热和任选的空间曲线可以在相关硬件的限度内以快于控制回旋管的速度来进行。
图6示意性地显示了炉系统的一个例子。图6包括第一室76，微波加热室78，通过U形元件136支撑的门94，热传感器324和位置传感器320和321。第一室76通过使用红外加热器来预热传送机202上所携带的玻璃片材，例如预热到900-1000°F的温度，虽然其他合适的预热温度也可以根据玻璃片材的材料而使用。微波加热室78将平坦的玻璃片材部分加热来达到期望的回火温度。第二室78的红外加热器将该室的温度保持到1000-1100°F，或者刚刚低于玻璃片材成形或者下陷(sag)温度的任何温度。所述玻璃片材在微波加热室78中通过回旋管束系统加热，其包括回旋管177，光学箱178和镜子箱179。
在本文所述的系统和方法的运行中，首先制备玻璃片材，并且任选地弯曲到期望的形状。当所述片材准备用于回火时，将所述片材使用本文所述系统和/或本文所述方法回火。该玻璃片材移动进入炉中，在其中它可以预热，然后在同一炉室或者在另一室或者站中使用本文所述的微波加热方法和系统加热到回火温度曲线。该使用微波束加热到回火温度曲线的玻璃片材然后淬火来产生回火的玻璃片材。即，使用微波束将该玻璃片材加热到回火温度曲线，并且虽然该玻璃片材的温度曲线可以在淬火开始前改变，但是该玻璃片材保持在微波加热到回火温度和在淬火过程中开始迅速冷却之间的合适的回火温度。如本领域技术人员将理解的，预热烘箱，微波束和淬火室各自的构造和相关位置可以改变，只要能够完成足够的和可接受的加热和淬火就行。该淬火可以直接在加热之后，这意味着在微波加热到回火温度和淬火之间存在极少或者没有玻璃片材另外的处理，但是可以使用任何插入的处理，其不会负面地干扰所述的微波加热到回火温度和淬火该使用微波束加热到回火温度的玻璃片材来产生回火的产品。在本文所述的系统中，微波发生器可以与淬火室相邻，这意味着在传送机系统上的位置(在此发生微波加热到回火温度)与淬火之间存在极少或者没有玻璃片材另外的处理，但是可以使用任何插入的处理，其不会负面地干扰所述的微波加热到回火温度和淬火该使用微波束加热到回火温度的玻璃片材来产生回火的产品。
玻璃是在称作淬火的方法中，通过用气体或者空气(例如压缩空气)流快速冷却玻璃片材表面来回火的。图7显示了淬火室310。淬火室310可以是任何有用的形状，如同烘箱那样。玻璃片材可以使用传送机312送入和送出淬火室310，如本文别处所述。所描绘的示例性淬火室310包含强制通风集管314，其连接到空气源例如压缩空气槽上。在使用中，空气317被强制穿过强制通风集管314到玻璃片材318上。通过传送机312移动玻璃片材318是至少在一个方向上，在图7中描绘为从左到右(见箭头)，但是可以处于任何方向来最佳地淬火该玻璃片材或者以其他方式优化所述回火和/或整体生产方法。物理结构和/或计算机控制器例如机器人，可以在二维或者三维上控制玻璃片材的移动，并且控制这样的移动可由本领域技术人员容易地完成。玻璃片材318的温度可以如本文所述，通过IR扫描仪或者成像来测量。成像(例如电荷耦合装置或者CCD)或者温度传感器319描绘为置于集管314上。可选择地或者除了置于集管314上之外，成像和/或温度传感器319可以置于传送机312的间隙中(例如短辊之间的间隙)，或者传送机312下面，只要传感器(一个或多个)319可以充分扫描玻璃片材318，出于测量玻璃片材318的温度的目的。淬火室310任选地包括一个或多个门(未示出)，如上述烘箱的不同例子中所述，来部分或者完全地关闭开口(在该玻璃进入和/或离开淬火室310时，所述传送机和玻璃片材穿过该开口)。该淬火方法的任何或者全部方面例如空气流动，玻璃片材移动和/或空气温度可以通过计算机系统监控和控制，例如根据预定的协议进行，该协议存储于计算机上和由计算机单独执行或者与通过以下获得的玻璃片材温度曲线的分析一起进行，例如在淬火之前和/或期间扫描或者成像并且将该温度曲线与计算机系统存储的温度曲线比较，并且调节任何淬火参数，例如在传送机上移动该玻璃片材，通过该集管的空气流，和/或穿过集管的淬火空气温度，直到满足存储的温度曲线。该存储的温度曲线可以包括至少玻璃片材的温度，而且还可以包括该玻璃片材的温度从回火温度的变化速率。
图8A和8B是示意图，其显示了本文所述的回火系统的两种形式的通用布置。图8A提供了一种可用于本文所述的回火玻璃的系统，其描绘了第一室76(其使用例如IR加热来提供预热)，第二室78(其用于微波(例如回旋管)加热该玻璃片材到回火温度)和淬火室310的定向，并且箭头显示了沿着传送机312移动穿过所述室的大体方向。图8B提供了图8A的系统的替换形式的示意性正视图，在其中第一烘箱77将IR预热和回旋管系统相结合来加热玻璃片材，和淬火室310，其通过门94隔开，该门在第一烘箱77或者淬火室310运行时关闭，但是在玻璃片材从第一烘箱77转移到淬火室310的过程中打开。
在加热回火的一种替代选项中，玻璃片材和特别是较薄的玻璃片材可以是化学回火的。化学回火是通过玻璃中的较小离子例如钠或者锂离子与较大离子之间的离子交换来实现的，其引起了回火玻璃中发现的特性的压缩效应。传统化学回火方法是公知的，并且包括将包含较小离子的玻璃片材曝露于包含较大离子的溶液。例如在含钠玻璃中的钠离子是在硝酸钾浴中与钾离子交换，或者含锂玻璃中的锂离子在硝酸钠浴中与钠离子交换。本文提供化学强化方法。在该方法中，玻璃片材接触或者以其他方式曝露于离子半径大于该玻璃片材中的离子的离子，例如该玻璃片材与这样的蒸气接触，其包含离子半径大于玻璃片材中的离子的离子，同时用来自于超高频率微波发生器的束例如来自于回旋管的束加热该玻璃片材。化学沉积室400在图9中示意性地描绘。室400描绘为具有本文别处所述的传送机402，门404，和化学蒸气406。化学蒸气的例子包括可用于化学回火的任何组合物，例如提供碱金属离子的蒸气，该碱金属离子大于回火前该玻璃中所存在的那些。室400还包含回旋管镜子箱479，其连接到别处所述的回旋管(未示出)。回旋管产生束425，其加热玻璃片材409，加速了离子交换方法，并且没有任何打算受限于这种理论，其允许较大离子比传统盐浴所能实现的更深的渗透。在一种替代的实施方案中，标准化学回火可以通过在合适的浴中的离子交换来进行，并且回旋管束可以用于在离子交换方法期间或之后加热该玻璃来有利于化学回火方法。这预期提供更强的产品以及允许化学回火比使用传统盐浴所可能的更厚的玻璃片材。
本文所述的方法和系统可以依靠计算机，例如但不限于微处理器193，至少用于监控和控制本文所述的加热和回火玻璃片材的程序。计算机或者计算机系统可以采用任何物质形式，例如个人计算机(PC)，信用卡尺寸的计算机，个人数字助理(PDA)，智能手机，平板电脑，工作站，服务器，大型机/企业服务器，和/或群集。术语“计算机”，“计算机系统”，“微处理器系统”或者“计算机微处理器系统”在此是可互换使用的。计算机包括一个或多个处理器，例如中央处理器(CPU)，其执行计算机指令。计算机还包括存储器例如RAM和ROM(存储例如UEFI或者BIOS)，其通过任何合适的结构例如系统总线连接到处理器上。计算机还可以包含非暂时性存储器用于存储程序和数据，其处于计算机可读介质形式，例如诸如硬盘驱动器，固态驱动器(SSD)，光驱，磁带驱动器，闪存(例如一种非易失性计算机存储芯片)，盒式驱动器，和控制元件(用于加载新软件)。本文所述的计算机系统不限于不同硬件元件的任何拓扑或者相对位置，这识别了本领域技术人员在执行计算机系统中使用的变化的实体和虚拟结构。
数据，协议，控制器，软件，程序等可以存储在本地计算机中，例如在硬盘驱动器或者固态驱动器(SSD)中；在局域或者广域网中，或者云端，例如处于服务器，网络辅助驱动器(NAS)形式；或者是远程的，以使得在因特网连接中例如经由远程存取来连接。本文所述的方法和系统所产生或者所使用的数据例如图像，温度曲线或者形状曲线可以在数据库的计算机可读介质上组织，其是用于一种或多种目的数据的组织化收集。形成典型的计算机元件的其他示例性硬件包括输入/输出装置/端口，例如但不限于：通用串行总线(USB)，SATA，eSATA，SCSI，Thunderbolt，显示器(例如DVI或者HDMI)和以太网端口，如公知的，和图形适配器，其可以是CPU的集成部分，母板的子系统，或者作为独立的硬件装置，例如显卡。无线通讯硬件和软件例如Wi-Fi(IEEE802.11)，蓝牙，ZigBee等也可以包括在计算机中。计算机元件无需包纳在同一外壳中，但是可以经由任何合适的端口/总线连接到主计算机外壳。在典型的计算机中，至少CPU，存储器(ROM和RAM)，输入/输出功能性，和经常硬盘驱动器或者SSD和显示器适配器可以包纳在一起和通过任何有用拓扑的高性能总线连接。
具有存储和记忆能力的计算机包括控制器方面，其允许设计，存储和执行处理器可执行的指令，来用于独立地或者共同指示计算机系统来作为经编程的，在此称作“编程指令”来相互作用和运行。在计算的情况下，计算机执行过程(例如程序)宽泛地讲，指的是任何计算机执行的活动，其产生了结果，例如执行算数或者逻辑公式，运行和/或算法。
控制器的一个例子是软件应用程序(例如基本输入/输出系统(BIOS)，统一可扩展固件接口(UEFI)，操作系统，浏览器应用程序，客户应用程序，服务器应用程序，代理应用程序，在线服务供应商应用程序和/或私人网络应用程序)，其安装在计算机系统中用于引导指令的执行。所述控制器是WINDOWSTM-基操作系统。该控制器可以通过使用任何合适的计算机语言来执行(例如C\C++，UNIX SHELL SCRIPT，PERL，JAVATM，JAVASCRIPT，HTML/DHTML/XML，FLASH，WINDOWS NT，UNIX/LINUX，APACHE，RDBMS，包括ORACLE，INFORMIX，和MySQL)和/或面向对象的技术。
该控制器可以永久或者临时体现在任何类型的机器，部件，实体或者虚拟装置，存储介质，或者能够将指令传送到计算机系统的传播信号中。具体地，该控制器(例如软件应用程序，和/或计算机程序)可以存储在任何合适的计算机可读介质(例如磁盘，装置或者传播信号)，其是计算机系统可读的，以使得如果计算机系统读取了存储介质，则执行本文所述的功能。
所述计算机可以包含和执行“协议”，例如指令和数据，其控制例如玻璃片材的回火方法。不同的建模技术可以用于开发协议，并且可以作为计算机执行的协议的一部分来执行。建模技术包括科学模型和数学模型，专门用于玻璃回火和任选的弯曲方法，其能够决定实现最终玻璃片材高品质所必要的在所述方法不同阶段的所需的温度。协议包括例如在第一炉出口处的预热温度，玻璃成形炉中玻璃成形/弯曲温度曲线，一旦成形方法完成时的离开玻璃温度，玻璃回火预热曲线，和玻璃回火温度曲线。所述协议可以控制回旋管束系统来建立加热曲线，以实现对于回火玻璃片材来说特定的加热曲线。回旋管束可以以不同的方式操控，例如通过改变回旋管束的路径，速度，宽度，形状，频率，在某位置的驻留时间(在玻璃片材上的位置)，或者强度/能量(例如千瓦kW)来控制。在一个例子中，束宽度，束形状，强度/能量和/或频率可以保持恒定，但是可以改变回旋管束的位置，路径，速度和/或在某位置的驻留时间来提供在玻璃片材上期望的加热曲线。在另一例子中，该回旋管束的电功率可以操控，同时所述束可以以恒定速度横跨玻璃片材表面移动来产生期望的加热曲线。在另一例子中，电功率和束速度二者可以经改变来实现期望的效应。所述协议可以包含至少用于控制回旋管束的任何或者全部可能参数的指令，例如：位置，路径，强度/能量，速度，束形状，束直径和输出频率，其可以通过回旋管单元或者回旋管后光学元件来控制。例如本文与回旋管(图4A)，或者分束器(图4C)相关所述的镜子，当可以通过计算机控制时，可以通过致动器，发动机，伺服机构等移动来将束导向玻璃片材上的位置。在一个方面，与束位置相关的数据和该玻璃片材的加热曲线可以使用例如温度传感器，成像传感器，IR扫描仪，位置传感器或者其组合来获得，并且这样的数据可以与计算机中的存储的协议相比较，并且该计算机然后控制IR加热器，微波束(一个或多个)，玻璃片材位置控制，淬火空气流和温度，和本文所述系统运行任何其他相关的方面，来控制该玻璃片材的加热和移动曲线。因此，协议可以控制玻璃片材上的加热曲线和/或加热分布来获得用于玻璃片材的期望的回火温度曲线。
作为该协议的一部分，计算机可以接收和处理来自于热和位置传感器，特别是热传感器和任选的位置传感器的实时数据。该计算机然后可以由该实时数据产生温度曲线和任选的形状曲线。该温度曲线和形状曲线仅仅是计算机中的示例，其可以与参考温度比较，并且当可应用时，与所存储的与弯曲协议相关的形状曲线比较。该计算机系统可以将所产生的曲线与参考曲线比较来确定所产生的曲线和参考曲线在玻璃片材上的一个或多个位置处的差异，并且如果存在差异和该玻璃片材上的一个或多个位置需要加热来将玻璃片材的温度和形状与参考曲线匹配，则该计算机可以控制回旋管束的一种或多种参数来选择性加热一部分的该玻璃片材来校正那些差异。除了上述之外，任选地，计算机可以接收来自于一种或多种温度传感器例如根据本文所述的任何例子的系统的一种或多种室和/或炉中的热电偶和/或IR扫描仪的另外的温度数据，并且可以充当恒温器，监控和调节所述室的环境温度，例如通过调节系统所用的IR加热器，鼓风机等的输出来调节。在一个例子中，热电偶检测了微波加热室78的温度，如图6所示。如果微波加热室78未处于期望的温度，则使用计算机执行的过程例如上述那些的计算机，将微波加热室78的实际环境温度与存储的用于微波加热室78的参考环境温度进行比较，并且自动调节微波加热室78的加热来达到该存储的参考环境温度。涉及本文所述的炉的“环境温度”表示炉内一个或多个点处的气氛温度，并且不涉及玻璃片材的温度。
热传感器324(图6)可以是IR激光传感器，其捕集待回火的玻璃片材的IR图像，将其送到计算机，计算机将所捕集的图像与作为用于具体玻璃片材的玻璃回火协议的一部分而存储的参考图像进行比较，并且如果该玻璃上的位置的温度低于作为玻璃回火协议一部分而存储的图像中相同位置的温度，则回旋管束可以被引导加热那个位置，直到该位置的温度与作为玻璃回火协议一部分而存储的图像的参考温度匹配。用于产生来自于玻璃片材的具体回火结果的协议可以包含用于玻璃片材的在加热和/或回火方法过程中的一个或多个时间点的一种或多种参考温度分布曲线。
位置传感器可以用于追踪玻璃片材在本文所述任何系统中的运动和/或形状。在相关的和需要允许监控该玻璃片材位置的情况下，还使用了合适的光源，其为该玻璃片材提供允许成像所必需程度的照明，虽然加热的玻璃典型地发射了足够的光例如IR或者可见光波来用于成像目的。位置传感器可以包含单个单元或者多个单元，其允许图像捕集或者实时数据捕集，指示玻璃片材上一个或多个位置的空间位置。一个非限定性例子是获自Rockwell Automation(Allen Bradly)的位置传感器，例如42CM 18mm LaserSight或者42EF LaserSight RightSight是合适的位置传感器。该位置传感器可以是成像传感器，例如一种或多种CCD和/或激光传感器装置，其在加热或者淬火室内包纳在一起或者在分开的位置。CCD和/或激光传感器装置传感器装置输出2D图像，其可以在计算机或者所述装置内处理。该图像可以以它们的2D形式使用，或者可以通过计算机处理来形成3D图像，从而产生该玻璃片材曲线，其指示了玻璃片材上的任何部分或者点的实时空间位置和温度，然后将该曲线与所述协议相关的参考曲线进行比较，并且调节回旋管束的加热来将该玻璃片材的曲线与参考曲线匹配。大量多种的位置，距离，测量，位移，曲线，2D和3D传感器例如激光传感器是市售的，例如和不限于Rockwell Automation(Allen Bradly)，密苏里州圣路易斯的Emerson Electric，俄勒冈州波特兰的Schmitt Industries，Inc.和伊利诺斯州HoffmanEstates的Omron Automation&Safety。在任何情况中，位置传感器可以连接到计算机，并且获自位置传感器的数据，任选地与上述IR数据协调，可以与回火具体玻璃片材的协议相关的参考数据进行比较，并且可以使用回旋管束调节该玻璃片材任何部分的温度。
玻璃片材在任何给定时间点的复合3D图像或者图像组可以通过计算机执行过程产生，以便评价该玻璃片材在任何时间点的形状或者温度。计算机系统产生的玻璃片材和/或其部分的3D图像，复合图像或者图像组可以与所述协议的参考曲线的值比较，并且如果存在与协议中存储的期望的温度曲线的偏离，则该计算机系统控制回旋管177和/或第二炉78的环境温度，任选地与来自于红外成像传感器的红外图像数据相组合来加热该玻璃片材或者其部分，从而成形该玻璃片材以满足回火协议的需要。
“温度曲线”或者“温度分布曲线”指的是具体玻璃片材的任何一个或多个部分在加热，弯曲，回火和冷却该玻璃片材的方法的过程中的任何一个或多个时间点的温度。如本文使用的，“参考温度曲线”指的是存储在计算机系统本地或者远离计算机系统存储的与回火该具体玻璃片材的协议相关的任何具体玻璃片材的温度分布曲线。参考温度曲线是通过任何方法产生或者形成的，例如通过公式和/或试错法，来产生具体玻璃片材的具体回火。用于产生期望的玻璃片材回火的参考温度分布曲线将取决于多种因素，包括下面的因素等：玻璃片材的组成，加热站和淬火室之间的物理(传送机)路径，和期望的回火效果。通过使用预定的温度曲线作为参考，和最终操控回旋管系统来选择性加热玻璃片材，不仅可以在玻璃内，而且在整个玻璃中产生了期望的回火温度分布。术语“回火曲线”指的是玻璃片材在加热，回火和冷却玻璃片材中在回火方法过程中在任何一个或多个时间点的温度分布。
使用安全装置来限制或者防止损害操作所述装置的人员，和/或防止或者限制损害所述装置是预期到的。例如和不限于讨论，该装置可以包括电弧检测器。该电弧检测器可以安装在炉中和包括通过电缆连接到微处理器193上的光电池。如本领域已知的，电弧放电(arcing)是离子化物质，例如但不限于作为一阵光出现的灰尘的空气袋。电弧放电现象是本领域公知的，并且无需进一步讨论。所述检测器的光电池感应电弧放电和沿着电缆转发信号。微处理器193将信号沿着电缆转发来关闭回旋管，以防止对炉周围的人员和回旋管装置造成损害。
本文所述的本发明的系统是作为本发明不同方面的示例来提供的。
一个系统500是如图10中所所示意性地描绘来提供的，和传送机540以及玻璃片材550。至少在微波室520和淬火室530之间可以至少包括一个或多个门(未示出)。玻璃材料首先在预热室510中通过传统IR加热或者气体炉床(通过对流性的加热气流)加热来加热。微波室520包括超高频率微波发生器525例如回旋管，其产生了束526，该束用于将玻璃550加热到回火温度曲线。微波装置(回旋管525)可以安装在微波室520顶上，将束526向下引导，但是正如本文所述的任何方面，可以安装在底部，并且将束526向上引导，或者在与室520相关的任何有效点安装。在这个例子中，玻璃550一旦加热到期望的回火温度曲线，则转移到淬火室530，在这里该玻璃通过可控的冷却系统淬火，其可以包含喷嘴系统和压缩的冷却空气系统，基本上如图7所示。该三级系统提供了简单的生产流程，其可以容易地用于任何生产系统。为了实现该玻璃片材上最佳的加热，微波能量可以准直成直径为10mm-150mm的束。这种聚焦的束可以用作横跨玻璃表面的扫描束，其具有规定的功率曲线来实现三维上的最佳玻璃加热。
系统600是如图11中所示意性地描绘来提供的。系统600包括红外预热室610，具有回旋管625和回旋管束626，淬火室630，如图7所示，和带有玻璃片材650的传送机640。至少在预热室610和淬火室630之间可以包括门(未示出)。图11的系统600将IR预热和微波加热合并在同一室中，但是可以首先预热该玻璃片材，然后在预热室610中使用回旋管束626来将该玻璃片材650加热到回火温度曲线，然后将片材650转移到淬火室630用于淬火。可选择地，图11的系统600同时预热和微波加热玻璃650。如从图11中可理解的，IR和微波加热的次序可以以最佳次序安排，以使得该玻璃片材以最佳方式加热，并且正如本文所述的任何系统，预热的时机和强度以及微波加热的时机和强度可以优化来例如节约时间，节约能量和/或产生最佳品质的产品。在一方面，为了实现玻璃片材上最佳的加热，微波能量可以准直成直径为10mm-150mm的束。这种聚焦的束可以用作横跨玻璃表面的扫描束，具有规定的功率曲线来实现三维上的最佳玻璃加热。
系统700是如图12中所示意性地描绘来提供的。系统700包括红外预热室710，微波室720，具有回旋管725和回旋管束726，淬火室730，基本上如图7所示，和带有玻璃片材750的传送机740。至少在微波室720和淬火室730之间可以至少包括一个或多个门(未示出)。玻璃材料首先在预热室710中通过传统IR加热或者气体炉床(通过对流性的加热气流)加热来加热。玻璃材料可以首先在预热室710中通过传统IR加热或者气体炉床(通过对流性的加热气流)加热来加热。微波室720包括超高频率微波发生器725例如回旋管，其产生了束726，该束用于将玻璃750加热到回火温度曲线。微波装置(回旋管725)可以安装在微波室720顶上，将束726向下引导，但是正如本文所述的任何方面，可以安装在底部，并且将束726向上引导，或者在与室720相关的任何有效点安装。微波室720的长度是短的，例如长度短于玻璃片材750，以使得玻璃片材750可以从预热室710送到淬火室730，而没有在微波室720中单独的停止。玻璃750，一旦加热到期望的回火温度曲线，则可以转移到淬火室730，在这里该玻璃通过可控的冷却系统淬火，其可以包含喷嘴系统和压缩的冷却空气系统，基本上如图7所示。该三级系统提供了简单的生产流程，其可以容易地用于任何生产系统。为了实现该玻璃片材上最佳的加热，微波能量可以准直成直径为10mm-150mm的束。这种聚焦的束可以用作横跨玻璃表面的扫描束，具有规定的功率曲线来实现三维上的最佳玻璃加热。
还提供了一种玻璃回火方法和系统，其可用于使得玻璃缺陷最小化，该缺陷归因于过度的玻璃表面温度和低发射率涂层的反射性。该方法和系统将传统IR加热技术与微波能量合并在玻璃回火方法中，其能够明显降低玻璃回火方法周期时间，特别是用于低发射率涂覆玻璃，和/或产生不同的玻璃回火，其在传统玻璃回火方法中是不可能产生的。该方法和系统可以通过降低周期时间和/或使得产品缺陷最小化而明显降低玻璃回火成本。该方法和系统提供了灵活的玻璃回火能力来用于不同的玻璃回火产品。如本领域技术人员将理解的，该玻璃产品可以具有不同光学性能的侧，一侧典型地反射性大于另一侧。结果，该微波束可以从玻璃片材的低反射率的一侧来最佳施加。在一种典型的方法中，该玻璃片材的面朝上的表面以一定方式处理来与面朝下的表面相比具有优异的反射率。因此，该微波束可以施加到该玻璃片材的最小反射率侧，其经常是所述片材的底侧。
系统800是如图13中所示意性地描绘来提供的。系统800包括红外预热室810，微波室820，具有回旋管825和回旋管束826，淬火室830，基本上如图7所示，和带有玻璃片材850的传送机840。至少在微波室820和淬火室830之间可以至少包括一个或多个门(未示出)。玻璃材料可以首先在预热室810中通过传统IR加热或者气体炉床(通过对流性的加热气流)加热来加热。所描绘的微波室820包括超高频率微波发生器825例如回旋管，其产生了束826，该束用于将玻璃850加热到回火温度曲线。微波装置(回旋管825)显示为安装在微波室820的底部，将束826向上引导，用于从底部方向性加热玻璃片材。微波室820的长度是短的，例如长度短于玻璃片材850，以使得玻璃片材850从预热室810送到淬火室830，而没有在微波室820中单独的停止。玻璃850，一旦加热到期望的回火温度曲线，则可以转移到淬火室830，在这里该玻璃通过可控的冷却系统淬火，其可以包含喷嘴系统和压缩的冷却空气系统，基本上如图7所示。该三级系统提供了简单的生产流程，其可以容易地用于任何生产系统。为了实现该玻璃片材上最佳的加热，微波能量可以准直成直径为10mm-150mm的束。这种聚焦的束可以用作横跨玻璃表面的扫描束，具有规定的功率曲线来实现三维上的最佳玻璃加热。图10和11所描绘的系统同样可以配置有回旋管束526和626，其从底部向上投射出来加热。
显著地，如图10，11，12和13所示的，微波(回旋管)束描绘为单束，但是可以是单稳态束，脉冲束，准脉冲束，或者尺寸小于所描绘的束，其如上所述在玻璃片材表面上移动。进一步地，所述束可以分离，如图4B和4C所示，来将多个束导向该玻璃片材上。所述束可以分离成2，3，4，5，6，7，8，9或者10个单个的，和任选独立可控的相同或者不同强度，尺寸等的束，其可以通过光学器件的运动和/或通过使用合适的光学或者光学电子滤波器或者滤波机构来控制。此外，在可应用时，玻璃片材550，650，750和850可以送过预热室510，610，710或者810和微波室520，720或者820，到淬火室530，630，730或者830，连续地或者在任何点或者在每个室中停留或者其变体，例如连续移动通过图10的预热室510和在微波室520停留，或者在正反方向上振荡来实现均匀加热，或者期望的加热曲线。虽然描绘为线性，但是玻璃片材的移动和所述系统的不同部件的排列可以处于任何有效的空间方向，定向或者构造。
在任何前述的例子中，传统IR加热能量可以用于将该玻璃预热到900°F-1150°F，和微波电磁能量可以用于提供另外的加热，来将玻璃带到回火温度例如1182°F或者更高，这取决于玻璃片材的组成，形状和结构以及期望的回火曲线。例如和不受限地，在IR加热室中，该玻璃片材用高强度IR(3.6W/cm2)预热，例如在设定到690℃(1274°F)的IR炉中，直到该玻璃平均温度达到605℃(1121°F)(表面大约625℃(1127°F)，中平面大约595℃(1103°F)。
在本文提供的系统和方法中，微波能量可以是连续的聚焦微波束，直径是10mm-150mm，其连续加热该玻璃片材，或者脉冲的聚焦微波束，其具有类似直径，但是脉冲宽度是1秒-25秒和周期时间是1分钟-10分钟。
参见图12和13，该玻璃片材可以加热到期望的预热温度目标(1100°F或者更低)，然后以例如大约40m/s-20m/s的速度转移到微波室。在微波室720或者820中，微波能量可以作为以聚焦束形成的连续波，或者以聚焦束形成的脉冲波施加到玻璃片材上。在该玻璃片材送过微波室720或者820时，该玻璃片材温度可由于周围环境造成的热损失而降温，导致当所述片材转移到淬火室时，玻璃片材前缘温度低于后缘。为了补偿这个事件，一旦该玻璃片材完全进入淬火室，则可以施加可变功率曲线来确保玻璃温度均匀性。为了补偿，微波束可以从玻璃片材前缘到后缘衰减，例如微波功率从所述片材从附加(additive)微波能量室开始转移时的100％梯度变化到76％，例如40％-99％，或者70％-85％或者其之间的任何增量，或者在转移结束时功率的任何可调百分比(参见例如图2)。功率从前缘到后缘的降低可以是线性的或者任何有效的形状。可以容易地确定任何玻璃片材，系统和/或加工程序的整体功率变化和描绘功率变化的曲线形状。当该玻璃转移进入淬火站的淬火区时，可以开始该淬火站的淬火作用。淬火可以是一种连续方法，其是在玻璃片材移动进入和穿过淬火区时进行的。
还提供了一种半连续玻璃制造方法，其将微波玻璃弯曲与玻璃热回火和化学回火方法相结合来产生玻璃品质和加工效率的明显改进。所述系统和方法将基于微波的成形，基于微波的热回火和基于微波的化学回火结合成从弯曲到回火的高效和自动的玻璃制造方法。这预期将目前的加工流程从手工和缓慢方法转变成自动和快速的玻璃回火方法，由此降低劳动力和材料成本。连续玻璃弯曲-回火系统的部件显示在图14中。系统900包括通过传送机(一个或多个)902连接的以下：
玻璃装载站903：用于装载毛坯玻璃的机械系统；
预热室904：烘箱，其具有顶部，底部，前部/后部，和左/右壁IR加热元件。传送机驱动系统和位置测量系统可以用于确保精确运输/用工具加工/玻璃定位，来用于高的加工再现性。还可以安装光学测量系统来为操作者提供全部表面玻璃温度信息。
微波玻璃弯曲室906：在这个室中，主要装置是本文所述的微波能量源(例如10GHz-100GHz，和1KW-60KW)。回旋管装置可以用于玻璃弯曲。所安装的微波能量源可以补充有镜子系统，其包括光学箱和镜子箱，例如如上所述。光学箱将微波发生器所产生的电磁波整形成期望的形状，圆形(10mm-200mm直径)，条形或者其他形状。具有2轴控制运动的镜子箱在玻璃片材表面上投射能量和扫描。此外，补充IR加热系统(例如顶部，底部，左侧，右侧，后侧和/或前侧壁)也可以包括在这个室中来保持合适的环境温度，用于使得加工过程中的玻璃加热损失最小化。可选择地，微波束是使用分束器如本文所述分离的。
保持(温控)室908：这个室可以用于将玻璃堆叠体分离成单件(singlet)(在需要的情况下)和/或将玻璃加热到预回火温度。机器人系统可以用于实现玻璃堆叠体的机械分离。三维IR加热系统可以安装来提供足够的功率以获得期望的玻璃预回火温度。如本文所述，高功率加热例如本文所述的微波加热用于在淬火前加热玻璃到1200°F。但是，如果玻璃要进行化学回火，则该玻璃可以行进到冷却(退火)室。玻璃温度测量系统例如非接触IR温度传感器可以安装在这个室中来监控玻璃温度。室908可以包含回旋管束源，例如如图11所示，或者单独的微波室可以进一步如图10，12或者13所示包括在室908和室910之间，如下所述。
热回火(淬火)室910：在这个室中，该玻璃是以设计的速率冷却来实现合适的回火水平，例如如图7所示。
玻璃退火(冷却)室912：如果玻璃产品是化学回火产品，则该玻璃是从保持室908运输进入这个室来退火。为了实现可控制的退火计划，将可控的冷却装置例如IR加热线圈和可控的冷却风扇系统安装到这个室中。
微波化学回火室914：在这个室使用一种新的化学回火玻璃方案(参见例如图9)。基于微波的化学回火的方法优点是在基于微波的回火室中发生的离子交换方法的速度和效率。
下面的条款描述本发明不同的方面：
1.一种强化玻璃片材的方法，其包括：
a.使用微波发生器所产生的微波束将该玻璃片材加热到回火温度；和
b.将使用微波束加热到回火温度的玻璃片材淬火，来产生回火的玻璃片材。
2.条款1的方法，其进一步包括在使用微波束将该玻璃片材加热到回火温度之前或者同时，将该玻璃片材在处于低于该玻璃片材回火温度的环境温度的烘箱中加热。
3.条款2的方法，其中该烘箱的环境温度是1100°F-1200°F。
4.条款1-3任一项的方法，其中该微波发生器是超高频率微波发生器。
5.条款1的方法，其中该超高频率微波发生器是输出范围是30GHz-300GHz和功率输出是1kW-100kW的超高频率微波发生器。
6.条款5的方法，其中该微波束是脉冲的，并且脉冲输出大于1kW。
7.条款1的方法，其中该超高频率微波发生器是回旋管。
8.条款1-7任一项的方法，其中该玻璃片材是平坦的片材。
9.条款1的方法，其中该玻璃片材是非平坦的。
10.条款9的方法，其进一步包括在将该玻璃片材加热到玻璃片材的回火温度之前，将该非平坦玻璃片材在高于玻璃片材下陷温度的温度成形，并且将该玻璃片材冷却到低于该玻璃片材下陷温度的温度。
11.条款10的方法，其中该成形是在第一烘箱中进行的，并且加热到回火温度是在第二烘箱中进行的。
12.条款1-11任一项的方法，其中该玻璃片材是具有反射侧的多层层合体，并且通过该超高频率微波发生器所产生的微波束从与反射侧相对的一侧加热该玻璃片材。
13.条款1-12任一项的方法，其中将该超高频率微波发生器所产生的微波束分成多个微波束。
14.条款13的方法，其中该玻璃片材是通过传送机带入具有多个开口的烘箱中，并且多个微波束是在传送机中通过该多个开口。
15.条款1-14任一项的方法，其中玻璃片材是在该玻璃片材加热到回火温度时振荡的。
16.条款1-15任一项的方法，其中该玻璃片材从烘箱转移到淬火室来淬火。
17.条款1-16任一项的方法，其中该玻璃片材具有前缘和后缘，和其中在淬火之前，将该前缘加热到高于后缘的回火温度。
18.条款17的方法，其中该玻璃片材在淬火室中淬火之前从前缘到后缘的温度曲线是等温线。
19.条款1-18任一项的方法，其中超高频率微波发生器所产生的微波束将玻璃片材内部点加热到这样的温度，其等于或者高于该玻璃片材在该内部点之上的表面上的点的温度。
20.条款1-18任一项的方法，其中将该玻璃片材预热，转移到第二位置，在其中使用超高频率微波发生器所产生的微波束将它加热到回火温度，和转移到淬火室。
21.条款1-20任一项的方法，其进一步包括：
a.在用微波束加热该玻璃片材的过程中，监控至少一部分的该玻璃片材的表面温度；
b.将该监控表面温度与计算机系统中存储的温度曲线比较，来识别该玻璃片材上的一个或多个这样的点，其需要加热来匹配该存储的温度曲线，并且确定在该需要匹配存储的温度曲线的一个或多个点的每个点处的加热量；和
c.通过将微波束导向该一个或多个点，以足以将那些点加热来匹配存储的温度曲线的时间来加热该玻璃片材上的所述一个或多个点来匹配存储的温度。
22.一种用于生产回火的玻璃产品的系统，其包含：
a.玻璃回火淬火室，其包含强制通风集管和至少一个开口；
b.传送机系统，用于传送延伸入该淬火室的玻璃片材；和
c.微波发生器，其产生了微波束，该微波束与淬火室相邻的传送机系统上所携带的玻璃片材的位置相交，以使得该传送机所携带的玻璃片材直接从传送机系统上与微波束相交的位置转移进入淬火室。
23.条款22的系统，其中该微波发生器是超高频率微波发生器。
24.条款22或者23的系统，其包含：
a.第一烘箱，其包含红外(IR)或者气体加热元件和至少一个开口；
b.玻璃回火淬火室，其包含强制通风集管和至少一个开口；
c.传送机系统，用于将延伸入第一烘箱的玻璃片材从第一烘箱传送到淬火室，和离开该淬火室；和
d.微波发生器，其产生微波束，该微波束与第一烘箱中或者第一烘箱和淬火室之间的传送机上所携带的玻璃片材的位置相交。
25.条款24的系统，其中该传送机配置来：
a.将玻璃片材携带穿过第一烘箱的至少一个开口的第一开口进入第一烘箱；
b.将玻璃片材穿过第一烘箱的第一开口或者第一烘箱的至少一个开口的第二开口转移到淬火室，和穿过淬火室的至少一个开口的第一开口；和
c.将该玻璃片材穿过淬火室的第一开口或者淬火室的至少一个开口的第二开口携带出淬火室。
26.条款24的系统，其进一步包含具有至少一个开口的微波室，传送机穿过该微波室的至少一个开口的第一开口进入该微波室，并且配置来将玻璃片材从第一烘箱和从微波室转移到淬火室，和其中该超高频率微波发生器产生这样的微波束，其与微波室中的传送机上所携带的玻璃片材的位置相交。
27.条款24的系统，其中该第一烘箱具有第二开口，该淬火室具有第二开口，该微波室具有第一开口和第二开口，并且传送机依次通过第一烘箱的第一和第二开口，通过微波室的第一和第二开口和通过淬火室的第一和第二开口。
28.条款24的系统，其中该微波发生器产生了微波束，该微波束与第一烘箱中传送机所携带的玻璃片材的位置相交。
29.条款24的系统，其中该第一烘箱具有第二开口，该淬火室具有第二开口，并且该传送机通过第一烘箱的第一和第二开口和淬火室的第一和第二开口。
30.条款23的系统，其中该超高频率微波发生器是回旋管。
31.条款22-30任一项的系统，其中该微波发生器进一步包含分束器，其将微波发生器所产生的微波束分成两个或者更多个微波束，并且该两个或者更多个微波束的每个与传送机上携带的玻璃片材的位置相交。
32.条款22-31任一项的系统，其中来自于微波发生器的束是从传送机下面引导穿过传送机中的一个或多个开口的。
33.条款22-21任一项的系统，其中来自于微波发生器的束是从玻璃片材上面引导的。
34.条款22-33任一项的系统，其中一个或多个开口包含门。
35.一种强化玻璃片材的方法，其包括：
a.将该玻璃片材与离子半径大于该玻璃片材中的离子的离子接触；和
b.使用超高频率微波发生器所产生的微波束加热该玻璃片材。
36.玻璃片材，其是根据条款1的方法产生的。
已经描述了本发明，本领域技术人员将理解其可以在宽的和等价范围的条件，配方和其他参数中进行，而不影响本发明或者其任何实施方案的范围。

Claims (20)

1.一种强化玻璃片材的方法，其包括：
a.使用微波发生器所产生的微波束将该玻璃片材加热到回火温度；和
b.将使用微波束加热到回火温度的玻璃片材淬火，来产生回火的玻璃片材。
2.权利要求1的方法，其进一步包括在使用微波束将该玻璃片材加热到回火温度之前或者同时，将该玻璃片材在处于低于该玻璃片材回火温度的环境温度的烘箱中加热。
3.权利要求2的方法，其中该烘箱的环境温度范围是1100°F-1200°F。
4.权利要求1的方法，其中该微波发生器是超高频率微波发生器。
5.权利要求4的方法，其中该超高频率微波发生器的输出范围是30GHz-300GHz和功率输出是1kW-100kW。
6.权利要求1的方法，其中该微波发生器包含回旋管。
7.权利要求1的方法，其中该玻璃片材包含具有反射侧的多层层合体，并且通过该超高频率微波发生器所产生的微波束从与反射侧相对的一侧加热该玻璃片材。
8.权利要求1的方法，其中将该微波发生器所产生的微波束分成多个微波束。
9.权利要求1的方法，其中该玻璃片材具有前缘和后缘，和其中在将该玻璃片材转移到淬火室之前或期间，将该前缘加热到高于后缘的回火温度。
10.权利要求1的方法，其中将该玻璃片材预热，转移到第二位置，在这里使用微波发生器所产生的微波束将它加热到回火温度，和转移到淬火室。
11.权利要求1的方法，其进一步包括：
a.在用微波束加热该玻璃片材的过程中，监控至少一部分的该玻璃片材的表面温度；
b.将监控的表面温度与计算机系统中的存储的温度曲线比较，来识别该玻璃片材上的一个或多个点，该点需要加热来匹配存储的温度曲线，并且确定在需要匹配存储的温度曲线的一个或多个点中的每个点处的加热量；和
c.通过将微波束导向该一个或多个点，以足以将那些点加热来匹配存储的温度曲线的时间来加热该玻璃片材上的所述一个或多个点以匹配存储的温度。
12.一种玻璃片材，其是根据权利要求1的方法生产的。
13.一种强化玻璃片材的方法，其包括：
a.将该玻璃片材与离子半径大于该玻璃片材中的离子的离子接触；和
b.使用超高频率微波发生器所产生的微波束加热该玻璃片材。
14.一种玻璃片材，其是根据权利要求13的方法生产的。
15.一种用于生产回火的玻璃产品的系统，其包含：
a.玻璃回火淬火室，其包含强制通风集管和至少一个开口；
b.传送机系统，用于传送延伸入该淬火室的玻璃片材；和
c.微波发生器，其产生微波束，该微波束与淬火室相邻的传送机系统上所携带的玻璃片材的位置相交，以使得该传送机所携带的玻璃片材直接从传送机系统上与微波束相交的位置转移进入淬火室。
16.权利要求15的系统，其中该微波发生器是超高频率微波发生器。
17.权利要求15的系统，其包含：
a.第一烘箱，其包含红外(IR)或者气体加热元件和至少一个开口；
b.玻璃回火淬火室，其包含强制通风集管和至少一个开口；
c.传送机系统，用于将延伸入第一烘箱的玻璃片材从第一烘箱传送到淬火室，和离开该淬火室；和
d.微波发生器，其产生微波束，该微波束与第一烘箱中或者第一烘箱和淬火室之间的传送机上所携带的玻璃片材的位置相交。
18.权利要求15的系统，其进一步包含具有至少一个开口的微波室，传送机穿过该微波室的至少一个开口的第一开口延伸入该微波室，并且配置来将玻璃片材从第一烘箱和从微波室转移到淬火室，和其中该微波发生器产生与微波室中的传送机上所携带的玻璃片材的位置相交的微波束。
19.权利要求15的系统，其中微波发生器是回旋管。
20.权利要求15的系统，其中该微波发生器进一步包含分束器，其将微波发生器所产生的微波束分成两个或者更多个微波束，并且该两个或者更多个微波束中的每个与传送机上携带的玻璃片材的位置相交。
CN201780020806.9A 2016-04-04 2017-04-03 玻璃基材的微波回火 Pending CN108883976A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662317712P 2016-04-04 2016-04-04
US62/317,712 2016-04-04
PCT/US2017/025746 WO2017176634A1 (en) 2016-04-04 2017-04-03 Microwave tempering of glass substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108883976A true CN108883976A (zh) 2018-11-23

Family

ID=58639048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780020806.9A Pending CN108883976A (zh) 2016-04-04 2017-04-03 玻璃基材的微波回火

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190152832A1 (zh)
EP (1) EP3440026A1 (zh)
JP (1) JP2019514820A (zh)
CN (1) CN108883976A (zh)
CA (1) CA3019927A1 (zh)
WO (1) WO2017176634A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175366A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 冶金自动化研究设计院 一种浮法玻璃液态金属锡中的氧分压机器人测量系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017117021A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Sunedison, Inc. Systems and methods for extracting liquid
US20190127257A1 (en) * 2016-04-18 2019-05-02 Corning Incorporated Method of thermally tempering glass laminates using selective microwave heating and active cooling
DE102019134818A1 (de) * 2019-02-16 2020-08-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines Glassubstrates
CN111832147A (zh) * 2019-09-26 2020-10-27 法国圣戈班玻璃公司 用于玻璃弯曲成型的方法、设备和系统
FI128985B (fi) * 2019-10-22 2021-04-30 Glaston Finland Oy Menetelmä ja laite lasilevyjen lämpökäsittelyprosessin ohjaamiseksi
CN113105104B (zh) * 2020-01-13 2023-06-27 维达力实业(深圳)有限公司 玻璃熔接方法及复合玻璃产品
EP3858794A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-04 Glaston Finland Oy Method for tempering a glass sheet
DE102021133071A1 (de) 2021-12-14 2023-06-15 Ulf Reinhardt Umformvorrichtung und Verfahren zum Umformen eines Dünnglases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5782947A (en) * 1995-09-07 1998-07-21 Ford Global Technologies, Inc. Method for heating a glass sheet
CN1701043A (zh) * 2002-09-19 2005-11-23 普雷马卡兰·T·博阿兹 同时加热和冷却玻璃以生产回火玻璃的系统和方法
US20100112324A1 (en) * 2009-08-06 2010-05-06 Boaz Premakaran T Coatings on Glass
US20150284283A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Gyrotron Technology, Inc. Method for glass tempering using microwave radiation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4192689A (en) 1978-05-30 1980-03-11 Ppg Industries, Inc. Ion exchange strengthening of soda-lime-silica glass
US4744809A (en) 1987-01-02 1988-05-17 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for homogenizing flat glass
US5565388A (en) 1993-11-16 1996-10-15 Ppg Industries, Inc. Bronze glass composition
US6094942A (en) 1997-06-13 2000-08-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Method and apparatus for reducing tin defects in float glass
US6408649B1 (en) * 2000-04-28 2002-06-25 Gyrotron Technology, Inc. Method for the rapid thermal treatment of glass and glass-like materials using microwave radiation
US7727917B2 (en) 2003-10-24 2010-06-01 Schott Ag Lithia-alumina-silica containing glass compositions and glasses suitable for chemical tempering and articles made using the chemically tempered glass
US7585801B2 (en) 2005-11-02 2009-09-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Gray glass composition
US9108875B2 (en) * 2013-05-30 2015-08-18 Ppg Industries Ohio, Inc. Heating and shaping system using microwave focused beam heating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5782947A (en) * 1995-09-07 1998-07-21 Ford Global Technologies, Inc. Method for heating a glass sheet
CN1701043A (zh) * 2002-09-19 2005-11-23 普雷马卡兰·T·博阿兹 同时加热和冷却玻璃以生产回火玻璃的系统和方法
US20100112324A1 (en) * 2009-08-06 2010-05-06 Boaz Premakaran T Coatings on Glass
US20150284283A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Gyrotron Technology, Inc. Method for glass tempering using microwave radiation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175366A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 冶金自动化研究设计院 一种浮法玻璃液态金属锡中的氧分压机器人测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
CA3019927A1 (en) 2017-10-12
US20190152832A1 (en) 2019-05-23
EP3440026A1 (en) 2019-02-13
WO2017176634A1 (en) 2017-10-12
JP2019514820A (ja) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108883976A (zh) 玻璃基材的微波回火
US11414338B2 (en) Microwave heating glass bending process
CN105658592B (zh) 制造涂覆有包括导电透明氧化物膜的叠层的基底的方法
US6408649B1 (en) Method for the rapid thermal treatment of glass and glass-like materials using microwave radiation
US7000430B1 (en) Method of forming glass-ceramic parts and/or glass parts
WO1997037051A1 (fr) Procede de fabrication d'un substrat a couche mince et dispositif de fabrication
CN103889915A (zh) 产生低发射率层系统的方法
EP2827681B1 (en) High frequency heating apparatus
CN108423977B (zh) 低辐射玻璃热处理方法以及系统
CN101319301B (zh) 光学薄膜的成膜方法、光学基板以及光学薄膜的成膜装置
CN105110655A (zh) 一种平面弧形玻璃周边除膜装置
CN105800920A (zh) 一种片状基片热色涂层的热处理装置
TWI625309B (zh) 微波加熱玻璃彎曲製程
EP2637479B1 (en) High frequency heating apparatus
JP2013545635A (ja) 太陽熱による加熱製造用システム、方法および装置
CN208421431U (zh) 光学模块、激光真空烘箱及激光真空加热系统
WO2020022551A1 (ko) 로이 유리 어닐링 장치
CN106458729A (zh) 获得包含耐受高温处理的银‑基功能层的材料的方法
US20180100697A1 (en) Glass heating furnace and glass

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181123

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication