石英玻璃具有導(dǎo)熱率低、抗熱振性強(qiáng)、變形溫度高以及在整個(gè)光譜中的透過性好等優(yōu)秀的綜合性能,在現(xiàn)代科技發(fā)展中已經(jīng)成為不可替代的重要材料。微電子成像、航空航天、慣性約束核聚變等高精科技領(lǐng)域,石英玻璃應(yīng)用日益廣泛。應(yīng)力是決定石英玻璃性能的重要因素,主要在退火和冷卻階段產(chǎn)生。退火階段產(chǎn)生的應(yīng)力可以通過應(yīng)力松弛降低,而冷卻階段石英玻璃的粘彈性基本消失,產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)對(duì)石英玻璃的性能造成永久影響。大尺寸石英玻璃在冷卻過程中產(chǎn)生的高熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致石英玻璃內(nèi)外層產(chǎn)生裂縫等缺陷。對(duì)石英玻璃冷卻過程的熱場(chǎng)進(jìn)行精確控制是克服石英玻璃產(chǎn)品熱應(yīng)力危害的可行技術(shù)手段。本文用有限元法模擬簡化的石英玻璃電熔爐,發(fā)展了適用于石英玻璃冷卻過程的多物理場(chǎng)模擬方法,提出了石英玻璃冷卻過程的應(yīng)力遷移模型,比較了真空冷卻和通氣冷卻過程中應(yīng)力受到的影響,在此基礎(chǔ)上建立爐體結(jié)構(gòu)參數(shù)和過程工藝參數(shù)與冷卻過程中的應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)之間的關(guān)系。文中分析優(yōu)化了爐體設(shè)備結(jié)構(gòu),包括石英玻璃加熱器的相對(duì)位置及通氣過程中氣體出口的位置;文中討論了樣品尺寸、過程功率曲線的最優(yōu)解及通入氣體對(duì)冷卻過程的影響。綜上所述,對(duì)石英玻璃冷卻過程中爐體結(jié)構(gòu)參數(shù)和過程工藝參...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2石英玻璃電熔爐示意圖

中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文轉(zhuǎn)變并產(chǎn)生體積變化，在燒結(jié)前需要足夠的時(shí)間保證晶型轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)氣泡[47]。該過程的升溫速率也是不容忽視的重度分布不均，局部溫度低，升溫過程過快會(huì)導(dǎo)致其被玻璃熔體程中，先將水晶粉放在石墨坩堝內(nèi)，采用真空電熔爐加熱至空下熔融生成石英玻璃....

圖3-1石英玻璃簡化電熔爐示意圖（a）真空冷卻簡化模型（b）通氣冷卻簡化模型

華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文卻過程應(yīng)力的影響時(shí)，研究過程所需要的時(shí)間都在30小時(shí)左右，通過研究完整冷卻過程中應(yīng)力曲線的變化與應(yīng)力分布區(qū)域的遷移，對(duì)石英玻璃的冷卻模型進(jìn)行更好的調(diào)控。在石英玻璃電熔爐整體結(jié)構(gòu)中，爐內(nèi)各部件的參數(shù)值均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。爐內(nèi)各結(jié)構(gòu)的物性參....

圖3-2石英玻璃熱應(yīng)力形成機(jī)理示意圖（a）暫時(shí)應(yīng)力（b）永久應(yīng)力X為應(yīng)力，Y為石英玻璃各層到中心層的距離，＋為張應(yīng)力，－為壓應(yīng)力，O為石英玻璃中心層

石英玻璃熱應(yīng)力形成機(jī)理示意圖（a）暫時(shí)應(yīng)力（b）永英玻璃各層到中心層的距離，＋為張應(yīng)力，－為壓應(yīng)力，O卻過程中的應(yīng)力有兩種形式，分別是暫時(shí)應(yīng)力和永英玻璃暫時(shí)應(yīng)力的產(chǎn)生過程。石英玻璃在應(yīng)變點(diǎn)溫度層溫度受到外界的影響，下降比內(nèi)層更快，因此石英收縮，而石英玻璃內(nèi)部會(huì)受到石英玻璃外層....

圖3-3石英玻璃自然冷卻過程下應(yīng)力分布云圖與應(yīng)力等值線演變過程

圖3-3石英玻璃自然冷卻過程下應(yīng)力分布云圖與應(yīng)力等值線演變過程。（a）冷卻開始，（b）冷卻開始3分鐘，（c）冷卻開始5分鐘，（d）冷卻開始62分鐘。本文中石英玻璃在冷卻過程開始前為穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)時(shí)加熱器功率不變，為0.23MW，石英玻璃的整體溫度在1100℃以....

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