CN110282864A - 连续式玻璃增强方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明主要目的是提供一种连续式玻璃增强方法及装置。该方法包括以下步骤：将玻璃件依次进行预热、微晶化、再加热和淬冷，冷却至室温；微晶化和再加热工序之间的时间间隔≤3s；该装置包括：加热系统，用于加热玻璃件；风冷系统，用于冷却玻璃件；链传动机构，其贯穿加热系统和风冷系统，用于将玻璃件输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，再将其输出；控制中心，其连接加热系统、风冷系统和链传动机构，使加热系统、链传动机构和使风冷系统按照设定的制度运行。所述方法及装置通过微晶化和物理钢化的复合工艺，提高了玻璃的抗弯强度；同时，不同工序转换时间短，进一步提高了玻璃的抗弯强度，显著提升玻璃的增强效率，从而更加适于实用。

Description

连续式玻璃增强方法及装置

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别涉及一种连续式玻璃增强方法及装置。

背景技术

因固有的无规则结构特点，玻璃具有优良的光学和热学特性、可加工性，但是玻璃属于典型的脆性材料，其抗弯强度较低，这在很大程度上制约了玻璃应用，因此提高强度始终是玻璃领域的重点研发方向。

目前，提高玻璃强度的方法很多，目前应用较为广泛的增强方法是玻璃钢化。在玻璃钢化增强技术中，物理钢化主要针对较厚的玻璃，如液位计、视窗、透镜等，其抗弯强度最高可达200MPa，在化工、电力、建筑、交通等领域备受关注。但是，目前传统的物理钢化方法对于提升玻璃的强度已经达到极限，该方法钢化后的玻璃强度仅可满足普通制造业配套需要，但无法满足高速、高压和高温等特殊条件下的应用，为此亟需突破现有玻璃物理钢化的技术限制。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种连续式玻璃增强方法及装置，所要解决的技术问题是通过对玻璃依次进行微晶化和物理钢化，实现两种技术手段复合强化，且两次强化时的玻璃结构相互影响，具有协同作用，极大地提高了玻璃的抗弯曲度；同时，通过连续化作业方式，使微晶化和物理钢化在不同的空间不同的环境条件下分别进行，各空间的环境条件分别控制，缩短了玻璃件在不同工序转换时的时间，进一步提高了玻璃的抗弯曲度，显著提升玻璃的增强效率，实现批量制备，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种连续式玻璃增强方法，其包括以下步骤：

将玻璃件依次进行预热、微晶化、再加热和淬冷，之后冷却至室温；其中，所述的微晶化和再加热工序之间的时间间隔≤3s。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的预热的温度场沿玻璃件的运动方向梯度升高，其最高温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，预热时间3-5h。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的微晶化的温度均匀性为±2℃，其温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，微晶化时间20-30h。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的再加热的温度均匀性为±5℃，其温度低于软化点温度10-20℃，再加热时间10-20min。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的淬冷为风冷方式，淬冷时间为2-4min；所述的淬冷回收的热量用于玻璃件的预热。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种连续式玻璃增强装置，其包括：

加热系统，包括依次连接的第一炉体、第二炉体和第三炉体，用于加热玻璃件；

风冷系统，其与所述的加热系统串联连接，用于冷却玻璃件；

支架，用于固定所述的加热系统和风冷系统；

链传动机构，其贯穿加热系统和风冷系统，用于将玻璃件输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，再将其输出；

控制中心，其分别连接所述的加热系统、风冷系统和链传动机构，使加热系统按照设定的温度制度加热玻璃件、使链传动机构按照设定的移动制度移动玻璃件和使风冷系统按照设定的冷却制度冷却玻璃件。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的加热系统设置有若干加热元件和若干热电偶；所述的热电偶用于检测加热系统内的温度场，其检测结果传输至控制中心；所述的控制中心控制所述的加热元件以使所述的温度场与设定的温度制度一致；

所述的第一炉体用于玻璃件的预热，其沿链传动机构的运动方向采用五段式梯度控温；

所述的第二炉体用于玻璃的微晶化，于第二炉体的上部和下部均匀设置加热元件，且在其上部和下部各设置三处热电偶，以确保其内部的温度均匀性为±2℃；

所述的第三炉体用于玻璃的再加热，于第三炉体上部和下部均匀设置加热元件，且在其上部设置三处热电偶，以确保其内部的温度均匀性为±5℃。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的第二炉体和第三炉体的两端均设置有隔热保护机构，用于减少各空间内热量与外部环境发生热量交换。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的第二炉体和第三炉体的两端均设置有激光探测器，用于识别和控制玻璃件进入和离开其中的时间。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的风冷系统包括分别设置于其上部和下部的风机，通过所述的控制中心调整风机的风压，以对链传动机构输送至风冷系统的玻璃件进行上下冷却。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的链传动机构包括依次串联的设置于第一炉体内的第一链传动机构、设置于第二炉体内的第二链传动机构、设置于第三炉体内的第三链传动机构和设置于风冷系统内的第四链传动机构；

所述的第一链传动机构、第二链传动机构、第三链传动机构和第四链传动机构的连接处设置有耐热辊，以确保玻璃件在所述的链传动机构上平稳地移动。

借由上述技术方案，本发明提出的一种连续式玻璃增强方法及装置至少具有下列优点：

1、本发明提出的连续式玻璃增强方法及装置，可实现玻璃连续式“微晶化+物理钢化”的复合强化，显著提升了玻璃的强化效率，可批量作业；

2、本发明提出的连续式玻璃增强方法及装置，可根据玻璃的组成及品种，调整优化工艺参数，实现多品种玻璃强化，适用性广，可一机多用；

3、本发明提出的连续式玻璃增强方法及装置，通过第二炉体设置的隔热保护机构和上下三点控温技术手段，有效解决了玻璃微晶化系统的温度均匀性；通过激光探测器精准控制了玻璃制品的微晶化时间，上述措施协同作用确保了玻璃制品微晶化后析出可控的纳米晶粒的数量和尺寸；

4、本发明提出的连续式玻璃增强方法及装置，通过第三炉体设置的隔热保护机构和上部三点控温技术手段，有效解决了玻璃再加热时的温度均匀性；通过激光探测器精准控制了玻璃制品的再加热时间；上述措施使微晶化和物理钢化时的玻璃结构相互影响，具有协同作用，通过两种强化技术手段的综合应用产生了显著的增强效果；而且，进一步，本发明的技术方案为连续式装置连续式增强，第二炉体和第三炉体之间的温度无缝衔接，几乎不存在系统转换时的升温速度问题，可以避免再加热时的升温过程中晶粒继续长大，从而使得组分相同的玻璃通过连续式复合增强的玻璃比通过间歇式复合增强的玻璃强度更高的效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明提出的连续式玻璃增强装置的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的种连续式玻璃增强方法及装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明提出一种连续式玻璃增强装置，如附图1所示，其包括：

加热系统1，包括依次连接的第一炉体11、第二炉体12和第三炉体13；用于加热玻璃件6；

风冷系统2，用于冷却玻璃件6，其与所述的加热系统1串联连接；

支架4，用于固定所述的加热系统1和风冷系统2；

链传动机构3，其贯穿加热系统1和风冷系统2，用于将玻璃件6输入加热系统1、由加热系统1移动至风冷系统2，再将其输出；

控制中心5，其分别连接所述的加热系统1、风冷系统2和链传动机构3，使所述的加热系统1按照设定的温度制度加热玻璃件6、使所述的链传动机构3按照设定的移动制度移动玻璃件6和使所述的风冷系统2按照设定的冷却制度冷却玻璃件6。

所述的待增强的玻璃件6通过加热系统1的入口由链传动机构3输送至加热系统1内进行加热，之后由链传动机构3带着玻璃件6在加热系统1内移动，待玻璃件6经过充分加热之后，再由链传动机构3将其移动至风冷系统2内进行冷却，最后经过冷却的玻璃件6，也即增强后的玻璃件6由风冷系统2的出口输出，作为高强度玻璃产品备用。

所述的链传动机构3包括耐热链条，用于放置玻璃件6，其材质采用耐热不锈钢；其在加热系统1内按照设定的移动制度始终保持运动状态，从而可以避免因耐热链条长时间保持不动而引起其被破坏。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的热电偶15用于检测加热系统1内的温度场，其检测结果传输至控制中心5；

所述的控制中心5控制所述的加热元件14以使所述的温度场与设定的温度制度一致。

所述的加热元件14采用电阻丝加热，根据加热系统1的温度场将电阻丝镶嵌于加热炉体内适宜的位置。

所述的第一炉体11用于玻璃件6的预热，其沿链传动机构3的运动方向采用五段式梯度控温；

所述的第二炉体12用于玻璃的微晶化，其于炉体的上部和下部均匀设置加热元件14，且于炉体的上部和下部各设置三处热电偶15，以确保炉体内部的温度均匀性为±2℃；

所述的第三炉体13用于玻璃的再加热，其于炉体的上部和下部均匀设置加热元件14，且于炉体的上部设置三处热电偶15，以确保炉体内部的温度均匀性为±5℃。

所述的第一炉体11也称为预热系统；所述的第二炉体12也称为微晶化系统；所述的第三炉体13也称为再加热系统。

所述的第一炉体11、第二炉体12和第三炉体13内均设置有加热元件14和热电偶15；所述的热电偶15和加热元件14分别连接所述的控制中心5；所述的热电偶15检测相应炉体内的温度，并根据实际检测的温度与设定的温度制度进行比对，从而控制加热元件14是否启动加热。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的第二炉体12和第三炉体13的两端均设置有隔热保护机构16，用于减少炉内热量与炉外环境发生热量交换。

所述的第二炉体12和第三炉体13内的温度场要求均匀稳定，一方面通过加热元件14、热电偶15和控制中心5协同控制炉内的温度场均匀稳定，一方面通过所述的隔热保护机构16减少或避免炉内的热量与炉外环境发生交换，以防止系统内热量流失，确保温度均匀性。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的风冷系统2包括分别设置于其上部和下部的风机21，通过所述的控制中心5调整风机21的风压，以对链传动机构3输送至风冷系统2的玻璃件6进行上下冷却。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的链传动机构3包括依次串联的设置于第一炉体11内的第一链传动机构31、设置于第二炉体12内的第二链传动机构32、设置于第三炉体13内的第三链传动机构33和设置于风冷系统2内的第四链传动机构34；

所述的第一链传动机构31、第二链传动机构32、第三链传动机构33和第四链传动机构34的连接处设置有耐热辊35，以确保玻璃件6在所述的链传动机构3上平稳地移动。

优选的，前述的连续式玻璃增强装置，其中所述的第二炉体12和第三炉体13的两端均设置有激光探测器17，用于识别和控制玻璃件6进入和离开炉体的时间。

所述的第二炉体12用于玻璃件6的微晶化，当炉内的温度确定之后，玻璃件6微晶化的时间与第二链传动机构32的长度两个因素共同决定了第二链传动机构32的运动速率。所述的第三炉体13用于玻璃件6的再加热，当炉内的温度确定之后，玻璃件6再加热的保温时间与第三链传动机构33的长度两个因素共同决定了第三链传动机构33的运动速率。各系统通过控制中心5调整链条运行速率确保玻璃制品在各系统中的处理时间。

所述的装置通过上述的技术方案，实现了玻璃件6“微晶化+物理钢化”复合强化的连续式生产，可显著提升玻璃的强化效率。

进一步的，所述的装置通过上述的技术方案，使得微晶化过程和物理钢化过程之间无缝切换，不存在因为两个工序因温度不同而引起的升温过程，避免了升温过程中晶粒的变化，使微晶化后的玻璃结构中的晶粒能够很好地维持晶粒的数量和尺寸，从而使得连续式作业方式能够更进一步的提高玻璃的抗弯强度。

本发明还提出一种连续式玻璃增强方法，其包括以下步骤：

将玻璃件依次进行预热、微晶化、再加热和淬冷，之后冷却至室温；其中，所述的微晶化和再加热工序之间的时间间隔≤3s。

所述的玻璃件依次进入第一炉体预热、第二炉体微晶化、第三炉体再加热和风冷系统淬冷；玻璃件从风冷系统输出，冷却至室温；其中，所述的第一炉体、第二炉体、第三炉体和风冷系统依次抵接且设置有用于玻璃件移动的物流通道，以缩短玻璃件在不同空间转换的时间；上述各空间彼此独立，能够分别控制其环境条件。

在进行玻璃增强时，首先启动预热系统、微晶化系统和再加热系统的传动机构和控制中心；待预热系统和微晶化系统升到设定的温度后，将待增强的玻璃制品放在预热系统的耐热链条入口，通过链条移动到预热系统内加热；待玻璃制品进入到微晶化系统中后，通过探测器进行计时，并在链条上面缓慢运动，同时通过控制中心确保玻璃制品在微晶化系统中晶化时间；微晶化后，玻璃制品快速进入再加热系统进行再次加热处理；再加热后，玻璃制品穿过保温隔热机构，通过耐热链条进入到风冷系统进行快速冷却；从风冷系统中出来后，玻璃制品冷却到室温，得强化后的玻璃件成品，库存备用，同时进行性能分析。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的预热的温度场沿玻璃件的运动方向梯度升高，其最高温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，预热时间3-5h。

所述的预热工序至微晶化工序的空间转换时间约10s左右。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的微晶化的温度均匀性为±2℃，其温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，微晶化时间20-30h。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的微晶化工序至再加热工序的空间转换时间≤3s。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的再加热的温度均匀性为±5℃，其温度低于软化点温度10-20℃，再加热时间10-20min。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的再加热工序至淬冷工序的空间转换时间≤5s。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的淬冷为风冷方式，淬冷时间2-4min。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中采用风冷系统进行，其风机的风压为0.15-0.25MPa。

优选的，前述的连续式玻璃增强方法，其中所述的淬冷回收的热量用于玻璃件的预热。

所述的玻璃微晶化是将玻璃放入加热炉内，将玻璃升温到玻璃软化点以下，并长时间保温，使其微晶化。在微晶化过程中，通过控制微晶化温度、时间以及温度场的均匀性，使原单一的玻璃相形成了有微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃和普通玻璃的区别是：前者部分是晶体，后者全是非晶体。玻璃微晶化后的综合性能和微晶体的尺寸和数量有很大的关系。其基本原理是：玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它处于一种亚稳状态，较之晶体有较高的内能，所以在一定条件下，可以转化为结晶态。从动力学观点来看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度急剧增加，抑制晶核的形成和晶体长大，阻止了结晶体的成长壮大。本发明的微晶化技术手段利用非均相结晶化机理，充分应用了热力学上的可能和动力学上的抑制，在一定条件下，使这种相反相成的物理过程，形成一个新的平衡，而获得的一种新材料。

所述的物理钢化是将加热炉继续快速升温，并于物理钢化温度下进行短时间保温；然后将玻璃快速移出加热炉，放到风场中冷却，使其物理钢化。其基本原理是：把玻璃加热到适宜温度，使玻璃终端原有应力消失，然后将玻璃快速的冷却，使玻璃表面急剧收缩，在玻璃内部形成很大的分布均匀的永久应力，也即压应力，而玻璃中层冷却较慢，还来不及收缩，故形成张应力；也就是说，玻璃外表层由于迅速冷却固化，而玻璃内部冷却速度较慢，当内部继续收缩时使玻璃表面产生了压应力，则内部产生了张应力，从而使玻璃获得较高的强度和抗热冲击性。

本发明的技术方案采用先微晶化再物理钢化的技术手段，且两各工序之间的时间间隔小于或者等于3秒。此种工艺中两个工序的玻璃结构相互影响，具有协同作用，可以取得很好的玻璃抗弯强度和抗热冲击性。进一步的，本发明的技术方案公开的连续式玻璃增强方法及装置，通过对玻璃件的预热、微晶化、再加热和风冷四个步骤，在微晶化系统中，利用微晶化从玻璃基体中析出纳米级晶体，实现弥散强化；通过再加热系统和风冷系统，使玻璃快速冷却，实现玻璃的物理钢化。该方法及装置有效地解决了玻璃“微晶化+物理钢化”复合强化的连续式生产，可显著地提升玻璃强化的效率；同时，该方法及装置为连续式作业方式，使不同的工序在不同的空间进行，不同空间的环境条件彼此独立，相互之间不受干扰和牵制，使得玻璃件在工序切换时能够快速切换，不存在工序切换时的环境条件的临时调整，使得玻璃微晶化后的晶粒数量和尺寸得到最大化地维持保护，进一步提高了玻璃的抗弯强度；进一步的，可以根据玻璃的组成和品种，合理地调整优化工艺参数，能够实现多品种玻璃的强化。

下面通过具体的实施例对其作出进一步的说明。玻璃抗弯强度测试依据为《玻璃材料弯曲强度试验方法》(JC/T 676-1997)；玻璃抗热冲击测试依据为《实验室玻璃仪器热冲击和热冲击强度试验方法》(GB/T 6579-2007)。

实施例1

采用如下重量百分含量组分：60％SiO₂；14％Al₂O₃；3.5％B₂O₃；5％MgO；5％BaO；11％CaO；1％ZrO₂和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

加热系统升温至设定的温度；待强化的玻璃件以设定的运动速率由链传动机构输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，风冷后再被输出，冷却至室温；所述的设定的运动速率以玻璃件在各区域的运行时间限定。设定的工艺参数如下：第一炉体内的最高温度为900℃，期间运行时间为3h；第二炉体内的温度为900℃，期间运行时间为30h；第三炉体内的温度为940℃，期间运行时间为10min；玻璃件由第二炉体进入第三炉体的空间切换时间≤3s；玻璃件于风冷系统内的风机风压为0.15MPa，运行时间为4min。从风冷系统中出来后，玻璃制品冷却到室温。

表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为450MPa，抗热冲击390℃。

实施例2

采用如下重量百分含量组分：35％SiO₂；17％Al₂O₃；2％B₂O₃；5％MgO；2％BaO；1.5％ZnO；1％TiO₂；3.5％ZrO₂；12％La₂O₃；20％Y₂O₃和1％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

加热系统升温至设定的温度；待强化的玻璃件以设定的运动速率由链传动机构输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，风冷后再被输出，冷却至室温；所述的设定的运动速率以玻璃件在各区域的运行时间限定。设定的工艺参数如下：第一炉体内的最高温度为950℃，期间运行时间为5h；第二炉体内的温度为950℃，期间运行时间为20h；第三炉体内的温度为1020℃，期间运行时间为20min；玻璃件由第二炉体进入第三炉体的空间切换时间≤3s；玻璃件于风冷系统内的风机风压为0.25MPa，运行时间为2min。从风冷系统中出来后，玻璃制品冷却到室温。

表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为530MPa，抗热冲击420℃。

实施例3：

采用如下重量百分含量组分：32％SiO₂；15％Al₂O₃；3％B₂O₃；8％MgO；2％SrO；2％BaO；3％HfO₂；9％ZrO₂；10.5％La₂O₃；15％Y₂O₃和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

加热系统升温至设定的温度；待强化的玻璃件以设定的运动速率由链传动机构输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，风冷后再被输出，冷却至室温；所述的设定的运动速率以玻璃件在各区域的运行时间限定。设定的工艺参数如下：第一炉体内的最高温度为920℃，期间运行时间为4h；第二炉体内的温度为920℃，期间运行时间为25h；第三炉体内的温度为1040℃，期间运行时间为15min；玻璃件由第二炉体进入第三炉体的空间切换时间≤3s；玻璃件于风冷系统内的风机风压为0.2MPa，运行时间为4min。从风冷系统中出来后，玻璃制品冷却到室温。

表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为540MPa，抗热冲击460℃。

实施例4：

采用如下重量百分含量组分：20％SiO₂；24.5％B₂O₃；2％ZnO；13.2％ZrO₂；25％Ta₂O₅；13％Na₂O；1％Li₂O；0.8％Nb₂O₅和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

加热系统升温至设定的温度；待强化的玻璃件以设定的运动速率由链传动机构输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，风冷后再被输出，冷却至室温；所述的设定的运动速率以玻璃件在各区域的运行时间限定。设定的工艺参数如下：第一炉体内的最高温度为520℃，期间运行时间为3h；第二炉体内的温度为520℃，期间运行时间为20h；第三炉体内的温度为570℃，期间运行时间为10min；玻璃件由第二炉体进入第三炉体的空间切换时间≤3s；玻璃件于风冷系统内的风机风压为0.15MPa，运行时间为3min。从风冷系统中出来后，玻璃制品冷却到室温。

表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为360MPa，抗热冲击360℃。

对比例1

采用如下重量百分含量组分：60％SiO₂；14％Al₂O₃；3.5％B₂O₃；5％MgO；5％BaO；11％CaO；1％ZrO₂和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率5℃/min升到900℃，保温30h进行微晶化处理，随后将加热炉以10℃/min升温速率升到940℃，保温10min后，将玻璃快速移出加热炉，放到风场中支架上进行水平旋转运动冷却，转速80rpm，风压0.12MPa，4min后从风场中取出玻璃。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为400MPa，抗热冲击350℃。

对比例2：

采用如下重量百分含量组分：35％SiO₂；17％Al₂O₃；2％B₂O₃；5％MgO；2％BaO；1.5％ZnO；1％TiO₂；3.5％ZrO₂；12％La₂O₃；20％Y₂O₃和1％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率10℃/min升到950℃，保温20h进行微晶化处理，随后将加热炉以20℃/min升温速率升到1020℃，保温30min后，将玻璃快速移出加热炉，放到风场中支架上进行水平旋转运动冷却，转速40rpm，风压0.25MPa，2min后从风场中取出玻璃。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为490MPa，抗热冲击380℃。

对比例3：

采用如下重量百分含量组分：32％SiO₂；15％Al₂O₃；3％B₂O₃；8％MgO；2％SrO；2％BaO；3％HfO₂；9％ZrO₂；10.5％La₂O₃；15％Y₂O₃和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率8℃/min升到920℃，保温25h进行微晶化处理，随后将加热炉以15℃/min升温速率升到1040℃，保温20min后，将玻璃快速移出加热炉，放到风场中支架上进行水平旋转运动冷却，转速60rpm，风压0.2MPa，4min后从风场中取出玻璃。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为480MPa，抗热冲击370℃。

对比例4：

采用如下重量百分含量组分：20％SiO₂；24.5％B₂O₃；2％ZnO；13.2％ZrO₂；25％Ta₂O₅；13％Na₂O；1％Li₂O；0.8％Nb₂O₅和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率5℃/min升到520℃，保温20h进行微晶化处理，随后将加热炉以10℃/min升温速率升到570℃，保温30min后，将玻璃快速移出加热炉，放到风场中支架上进行水平旋转运动冷却，转速80rpm，风压0.15MPa，6min后从风场中取出玻璃。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为320MPa，抗热冲击320℃。

对比例5

采用如下重量百分含量组分：60％SiO₂；14％Al₂O₃；3.5％B₂O₃；5％MgO；5％BaO；11％CaO；1％ZrO₂和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

经测试，玻璃抗弯强度为61MPa，抗热冲击220℃。

对比例6

采用如下重量百分含量组分：60％SiO₂；14％Al₂O₃；3.5％B₂O₃；5％MgO；5％BaO；11％CaO；1％ZrO₂和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率10℃/min升到900℃，保温30h进行微晶化处理，随后将玻璃快速移出加热炉。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为160MPa，抗热冲击280℃。

对比例7：

采用如下重量百分含量组分：60％SiO₂；14％Al₂O₃；3.5％B₂O₃；5％MgO；5％BaO；11％CaO；1％ZrO₂和0.5％Sb₂O₃的玻璃，尺寸为130×26×19mm，所有面抛光处理，内部无气泡、条纹和结石等缺陷。

将加工好的玻璃放入加热炉内，以升温速率10℃/min升到940℃，保温10min后，将玻璃快速移出加热炉，放到风场中支架上进行水平旋转运动冷却，转速80rpm，风压0.12MPa，4min后从风场中取出玻璃。表观质量检测表明，钢化后玻璃外观未发生变形，表观质量良好。经测试，玻璃抗弯强度为200MPa，抗热冲击260℃。

由上述的实施例1-4的测试数据可见，采用不同组成的玻璃进行增强，其增强后的玻璃抗弯强度均可以达到360MPa以上；进一步的，当玻璃组分中包含Al₂O₃时，其增强后的玻璃抗弯强度均可以达到450MPa以上；进一步的，当玻璃组分中同时包含Al₂O₃、ZrO₂、La₂O₃、和Y₂O₃时，其增强后的玻璃抗弯强度均可以达到530MPa以上。

由上述的对比例1和对比例5-7的测试数据可见，此四个例子中的玻璃采用相同配方的玻璃，对比例5仅为基体玻璃，未对其进行强化处理，其玻璃抗弯强度仅能达到61MPa；对比例6是将基体玻璃仅采用微晶化的技术手段增强，由其增强的玻璃抗弯强度可达到160MPa，其强度增强效果比基体玻璃抗弯强度提高了1.62倍；对比例7是将基体玻璃仅采用物理钢化的技术手段增强，由其增强的玻璃抗弯强度可达到200MPa，其强度增强效果比基体玻璃抗弯强度提高了2.28倍；对比例1则是将基体玻璃同时采用微晶化和物理钢化两种技术手段依次增强的间歇式作业方式，由其增强的玻璃抗弯强度可达到400MPa，其强度增强效果比基体玻璃抗弯强度提高了5.56倍。

上述的实施例1-4和对比例1-4均采用了“微晶化+物理钢化”复合强化工艺，其中，实施例1与对比例1的玻璃配方相同，采用连续式玻璃增强方法及装置进行增强后，其玻璃的抗弯强度由对比例1(间歇式)的400MPa提高至实施例1(连续式)的450MPa，强度提高了50MPa；实施例2与对比例2的玻璃配方相同，采用连续式玻璃增强方法及装置进行增强后，其玻璃的抗弯强度由对比例2(间歇式)的490MPa提高至实施例2(连续式)的530MPa，强度提高了40MPa；实施例3与对比例3的玻璃配方相同，采用连续式玻璃增强方法及装置进行增强后，其玻璃的抗弯强度由对比例3(间歇式)的480MPa提高至实施例3(连续式)的540MPa，强度提高了60MPa；实施例4与对比例4的玻璃配方相同，采用连续式玻璃增强方法及装置进行增强后，其玻璃的抗弯强度由对比例4(间歇式)的320MPa提高至实施例4(连续式)的360MPa，强度提高了40MPa。

由上述的分析可见，采用玻璃“微晶化+物理钢化”复合增强工艺可以及大地提高玻璃的抗弯强度；进一步的，采用连续式复合增强方法比间歇式复合增强方法，玻璃的抗弯强度能得到进一步的提高。

本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种连续式玻璃增强方法，其特征在于，其包括以下步骤：

将玻璃件依次进行预热、微晶化、再加热和淬冷，之后冷却至室温；

其中，所述的微晶化和再加热工序之间的时间间隔≤3s。

2.根据权利要求1所述的连续式玻璃增强方法，其特征在于,

所述的预热的温度场沿玻璃件的运动方向梯度升高，其最高温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，预热时间3-5h。

3.根据权利要求1所述的连续式玻璃增强方法，其特征在于,

所述的微晶化的温度均匀性为±2℃，其温度高于玻璃析晶温度且低于软化点温度50-80℃，微晶化时间20-30h。

4.根据权利要求1所述的连续式玻璃增强方法，其特征在于，

所述的再加热的温度均匀性为±5℃，其温度低于软化点温度10-20℃，再加热时间10-20min。

5.根据权利要求1所述的连续式玻璃增强方法，其特征在于,

所述的淬冷为风冷方式，淬冷时间2-4min；

所述的淬冷回收的热量用于玻璃件的预热。

6.一种连续式玻璃增强装置，其特征在于，其包括：

加热系统，包括依次连接的第一炉体、第二炉体和第三炉体，用于加热玻璃件；

风冷系统，其与所述的加热系统串联连接，用于冷却玻璃件；

支架，用于固定所述的加热系统和风冷系统；

链传动机构，其贯穿加热系统和风冷系统，用于将玻璃件输入加热系统、由加热系统移动至风冷系统，再将其输出；

控制中心，其分别连接所述的加热系统、风冷系统和链传动机构，使加热系统按照设定的温度制度加热玻璃件、使链传动机构按照设定的移动制度移动玻璃件和使风冷系统按照设定的冷却制度冷却玻璃件。

7.根据权利要求6所述的连续式玻璃增强装置，其特征在于，

所述的加热系统设置有若干加热元件和若干热电偶；所述的热电偶用于检测加热系统内的温度场，其检测结果传输至控制中心；所述的控制中心控制所述的加热元件以使所述的温度场与设定的温度制度一致；

所述的第一炉体用于玻璃件的预热，其沿链传动机构的运动方向采用五段式梯度控温；

所述的第二炉体用于玻璃的微晶化，于第二炉体的上部和下部均匀设置加热元件，且在其上部和下部各设置三处热电偶，以确保其内部的温度均匀性为±2℃；

所述的第三炉体用于玻璃的再加热，于第三炉体上部和下部均匀设置加热元件，且在其上部设置三处热电偶，以确保其内部的温度均匀性为±5℃。

8.根据权利要求6所述的连续式玻璃增强装置，其特征在于，

所述的第二炉体和第三炉体的两端均设置有隔热保护机构，用于减少炉内热量与外部环境发生热量交换；或者，

所述的第二炉体和第三炉体的两端均设置有激光探测器，用于识别和控制玻璃件进入和离开炉体的时间。

9.根据权利要求6所述的连续式玻璃增强装置，其特征在于，

所述的风冷系统包括分别设置于其上部和下部的风机，通过所述的控制中心调整风机的风压，以对链传动机构输送至风冷系统的玻璃件进行上下冷却。

10.根据权利要求6所述的连续式玻璃增强装置，其特征在于，

所述的链传动机构包括依次串联的设置于第一炉体内的第一链传动机构、设置于第二炉体内的第二链传动机构、设置于第三炉体内的第三链传动机构和设置于风冷系统内的第四链传动机构；

所述的第一链传动机构、第二链传动机构、第三链传动机构和第四链传动机构的连接处设置有耐热辊，以确保玻璃件在所述的链传动机构上平稳地移动。