

焼きなましは、成形後の高温のガラス製品をゆっくりと冷却し、製造中に生じた残留内部応力を緩和するプロセスです。特に小型で単純な製品の場合、焼きなましは製造プロセスに付随するものですが、大型または複雑な製品の場合は、通常、レーアと呼ばれる温度制御された窯での特別な焼きなましプロセスが必要です。[ 1 ]ガラスの焼きなましは、その耐久性にとって非常に重要です。適切に焼きなましされていないガラスは、急冷によって生じた熱応力を保持しており、製品の強度と信頼性を永久に低下させます。焼きなましが不十分なガラスは、比較的小さな温度変化や機械的衝撃または応力にさらされると、ひび割れたり、粉々に砕けたりする可能性が高くなります。自然に破損することさえあります。
ガラスを焼きなますには、ガラスの粘度ηが10 13ポアズ(10 13ダイン秒/cm 2)まで低下する焼きなまし温度まで加熱する必要があります。 [ 2 ]ほとんどの種類のガラスの場合、この焼きなまし温度は454~482 ℃(849~900 °F)の範囲であり、いわゆる応力緩和点または焼きなまし点です。このような粘度では、ガラスは破損せずに大きな外部変形をするには硬すぎますが、内部に導入される強い応力に応じて微視的な流れによって内部の歪みを緩和するには十分に柔らかくなっています。その後、ガラス片は全体が均一な温度になり、応力緩和が十分になるまで加熱されます。このステップに必要な時間は、ガラスの種類と最大厚さによって異なります。ガラスは、所定の速度で冷却され、温度が歪み点(η = 10 14.5ポアズ)を超えるまで冷却されます。歪み点以下では、微細な内部流動も効果的に停止し、アニーリングも停止します。その後、ガラスの熱容量、厚さ、熱伝導率、および熱膨張係数によって制限される速度で、製品を室温まで安全に冷却できます。アニーリングが完了すると、内部応力によってガラスが破損するリスクなく、材料を所定のサイズに切断したり、穴を開けたり、研磨したりできます。
アニーリング点(η = 10 13ポアズ)では、応力は数分以内に緩和されますが、歪み点(η = 10 14.5ポアズ)では、応力は数時間以内に緩和されます。[ 3 ]歪み点以上の温度で発生し、アニーリングによって緩和されない応力は、ガラス中に永久に残り、短期的または大幅に遅れて破壊を引き起こす可能性があります。歪み点以下に急速に冷却することによって生じる応力は、短期的な破壊を引き起こすのに十分である場合もありますが、大部分は一時的なものと考えられています。