在制备铝硼硅酸盐玻璃棒的过程中，石墨模具和退火炉是塑造和稳定材料的关键工具。石墨模具决定了熔融玻璃的物理形态，利用其独特的导热性能确保平稳固化。之后，退火炉提供受控的热环境以释放内部应力，确保玻璃在后续加工中保持结构完整性。
石墨模具决定了玻璃的物理几何形状和表面质量，而退火炉则负责其结构完整性。如果没有退火炉的受控冷却过程，在成型过程中产生的内部张力会导致玻璃在后续切割或处理过程中碎裂。
石墨模具的作用
石墨模具是将原材料熔融物转化为规定形状的第一阶段。其作用不仅仅是简单的容纳；它积极影响固化过程。
促进初始成型
模具的主要功能是接收熔融玻璃并确定其几何形状。
由于石墨可以精密加工，因此可以确保玻璃固化成项目所需的特定棒状。
确保顺利脱模
石墨具有优异的脱模性能。
这可以防止熔融玻璃在冷却时粘附在模具壁上，从而确保光滑的表面光洁度，并最大限度地减少玻璃棒外部的缺陷。
管理导热性
石墨具有高导热性。
这种特性使模具能够有效地将热量从熔融玻璃中导出，从而在不引起立即表面断裂的情况下，相对快速地从液态过渡到固态。
退火炉的作用
玻璃在模具中固化后，由于冷却不均匀而变得结构不稳定。退火炉解决了这个根本性问题。
消除内部应力
成型阶段的快速冷却会在玻璃结构中产生显著的内部热应力。
退火炉将玻璃加热到大约550°C。在此温度下，内部张力得到释放和消除。
受控冷却机制
退火炉不仅仅是加热玻璃；它还控制冷却速率。
通过缓慢降低从退火点开始的温度，退火炉确保玻璃在整个厚度上均匀冷却，从而防止产生新的应力。
实现机械加工
这一步本质上是为未来的工作做准备。
如果不进行退火，残余应力会使玻璃变得易碎且不可预测。退火炉确保玻璃能够承受切割和研磨等机械加工，而不会破裂或碎裂。
理解工艺的关键点
| 组件 | 主要功能 | 关键优势 |
|---|---|---|
| 石墨模具 | 物理成型和散热 | 确保精确的几何形状和光滑的表面脱模。 |
| 退火炉 | 应力释放和受控冷却 | 消除内部张力以防止破裂/碎裂。 |
| 退火工艺 | 重新加热至约 550°C | 提高结构完整性，实现安全的机械加工。 |
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参考文献
- Kamalesh Damodaran, Jean‐Marc Delaye. On the effect of Al on alumino-borosilicate glass chemical durability. DOI: 10.1038/s41529-023-00364-3
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
