用于根据晶体状态处理玻璃材料的方法、系统和设备技术方案

一种用于处理玻璃材料的方法，所述方法包括将来自光源的光线引导和/或聚焦至位于处理系统的热阶段中的玻璃材料，其中，所述光源提供波长λ的光线，所述光线与可形成于玻璃材料中的晶体相互作用。所述方法包括将引自热阶段中玻璃材料的光线收集和/或引导至波长分光器，并且对引自所述玻璃材料的光线进行分离，以提供波长在波长λ的约20纳米以内的光谱δ。所述方法包括利用检测器对光谱δ的光线进行观察，以识别处理系统热阶段中的玻璃材料中因与晶体(如果存在)的相互作用而导致的波长λ的纳米级位移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于根据晶体状态处理玻璃材料的方法、系统和设备背景本申请要求2016年6月15日提交申请的序列号为62/350399的美国临时申请以及2016年7月27日提交申请的序列号为15/221060的美国专利申请的优先权，序列号为15/221060的美国专利申请还依据35U.S.C.§119要求2016年6月15日提交申请的序列号为62/350399的美国临时申请的优先权，它们的内容作为本申请的基础，并通过引用全文纳入本文。通常，使用传感器和仪表来监控和改善玻璃材料处理的品质。温度计测量处理设备中不同位置处的温度。还可将应变计、负荷传感器和压力传感器结合入处理设备中。随后，通过在处理过程中对来自传感器和仪器的信息进行监控和响应来制造玻璃产品。用于测量实际微观结构、纳米结构、局部表面等的科学技术通常不适用于在玻璃处理设备中实施。温度过高。其结果是，玻璃材料的常规处理通常取决于“方案”(即，温度程序、组合物、环境条件等)，这些方案一直以来都是为了生产具有某些属性(例如光学澄清度、高强度、挠性、韧性等)的玻璃材料而基于经验开发的。仪表允许操作者遵循方案。然而，方案以及所测得的参数只能提供对于处理过程中玻璃材料内微观结构和分子间反应和状态的估计。其结果是，制造者可能在温度、循环时间等方面采用更高的误差容许量来处理玻璃，例如，可能将炉内温度升至远高于实际所需的温度，这会导致有时终端产品缺乏所需的属性而需要被丢弃，或者相应的处理浪费能量和时间。需要改善玻璃材料处理中的效率和可预见性。专利技术简述本公开的一些方面总体上涉及处理(例如制造、强化、研发)玻璃材料，例如玻璃和/或玻璃陶瓷。更具体而言，本公开的一些方面涉及用于根据在设备热阶段中处理时玻璃材料中的晶体状态或晶体生长来处理玻璃材料的设备和方法。本申请人已发现了一种系统，当玻璃材料处于热状态时，该系统可用于对玻璃材料中的结晶活性进行测定，其允许处理设备的操作者(例如操作人员、计算机化控制器)对处理设备中的温度或其它方面进行调整或微调，以在处理玻璃材料的过程中，在玻璃材料中实现所需的结晶状态，例如特定晶相的晶体的存在、一定百分比的晶体成分、完全非晶态等，进而改善效率并且降低出错概率。一些实施方式涉及用于处理玻璃材料的方法，所述方法包括将来自光源的光线引导和/或聚焦至位于处理系统的热阶段中的玻璃材料的步骤，其中，所述光源提供波长λ的光线，所述光线与可形成于玻璃材料中的晶体相互作用。所述方法包括以下步骤：将引自热阶段中玻璃材料的光线收集和/或引导至波长分光器，并且对引自所述玻璃材料的光线进行分离，以提供波长在波长λ的约20纳米以内的光谱δ。所述方法包括利用检测器对光谱δ进行观察。本申请人已发现，即使当玻璃材料处于高温下时，也可将注意力聚焦于紧邻波长λ的窄光谱δ上，这可能与科学家基于无光线(即，吸收)的直觉相违背，因为存在大量的与高温相关联的红外干涉和噪音。相反，本申请人使用检测器来寻找处理系统热阶段中的玻璃材料中因与晶体(如果存在)的相互作用而导致的波长λ的纳米级位移或散射。本申请人认为，纳米级位移或散射对应于分子层面上的玻璃材料的振动、旋转和/或低频模式，因而能够向本申请人提供结晶信息以对处理进行指引。上述方法还可包括根据结晶信息来改变热阶段中的条件。例如，改变条件更具体而言可包括响应结晶信息而对热阶段中的温度进行至少10℃的改变。在一些这种实施方式中，所述方法可包括在玻璃材料中生长晶体，并且基于结晶信息而结束热阶段中对玻璃材料的热处理。在一些预期的实施方式中，系统还包含与检测器通信的计算机化控制器，其中，利用计算机化控制器自动进行上述改变热阶段中条件的步骤。在一些实施方式中，所述方法包括滤除引自玻璃材料的波长λ的光线，以例如更好地对在波长λ附近位移或散射的光线进行观察。引导和/或聚焦光线的步骤还可包括将来自光源的光线经由接入端口引入热阶段。涉及系统和设备的其它实施方式可辅助这种处理。在以下的详细描述中给出了本专利技术的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。附图的简要说明所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。因此，结合附图通过以下详细描述能够更完整地理解本公开，其中：图1是根据一种示例性实施方式的用于处理玻璃材料的系统的概念图。图2是图1的系统的组件的概念图。图3是根据一种示例性实施方式的处理方法的流程图。专利技术详述在参考以下具体例示了示例性实施方式的详述和附图之前，应当理解的是，本专利技术技术不限于详述中所阐述的或者附图中所图示的细节或方法论。例如，本领域普通技术人员应当理解，与一幅附图所示实施方式相关联的或者涉及一种或更多种实施方式的文本中所描述的特征和属性可被应用至另一幅附图中所示的或者文本其它地方所述的其它实施方式中。参考图1，用于处理玻璃材料116的系统110包含设备112，所述设备112包含热阶段114。根据各种示例性的实施方式，系统110可以是用于生产诸如玻璃板这样的玻璃产品的商业生产线或其一部分、用于测试新玻璃配方或分析玻璃的研究平台、或者用于处理玻璃材料116的其它这样的系统。根据一种示例性的实施方式，系统110是用于处理玻璃材料的熔合拉制系统或其一部分。在另一些实施方式中，系统110是用于处理玻璃材料的浮法系统或其一部分。在另一些实施方式中，系统110是用于加热处理玻璃材料的炉子或烘箱，用于例如促进玻璃材料的受控结晶。根据一种示例性的实施方式并且参考图2，系统110还包含光源124、光学部件126、波长分光器128和检测器130。光源124提供引向热阶段114中的玻璃材料116的波长λ的光线132(例如光束)。如果玻璃材料116中存在晶体，则该晶体可散射光线132，在表示晶体性质(例如其振动特征)的光谱δ中回射、发射或反射光线134。如图1～图2中所示，光线134中的至少一些经由光学部件126被波长分光器128接收，光学部件126将该光线的所需部分134'聚焦于检测器130上。如本文所述，系统110的操作者可使用来自检测器130的结晶信息(即，与玻璃材料116的晶体成分有关的信息，例如晶体状态、晶相、预晶体聚集(pre-crystalclustering)、晶体结构、晶体位置、晶体成分的尺寸、量、某晶相的晶体量、晶体缺失等)来有效地操作系统110。在一种示例性的实施方式中，玻璃制造者可制造该制造者希望是完全非晶态的玻璃板。制造者可按照其认为有助于制造完全非晶态终端产品的温度程序来操作玻璃处理设备112。然而，根据一种示例性的实施方式，本公开的系统可检测玻璃材料的微米级或甚至纳米级聚集，这可能是结晶的早期迹象。在这种方案中，设备112的操作者可随后使处理设备112的温度升高例如至少10℃，如在热阶段114中相应的聚集位置或其上游位置，以改善板材品质。在另一个具有代表性的方案中，玻璃制造者可制造具有特定浓度的某晶相的玻璃陶瓷。可基于来自先前制造的经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理玻璃材料的方法，所述方法包括以下步骤：将来自光源的光线引导和/或聚焦至玻璃材料，所述玻璃材料位于用于处理玻璃材料的系统的热阶段中，其中，所述玻璃材料包含玻璃和/或玻璃陶瓷，所述玻璃能在所述玻璃中形成晶体，而所述玻璃陶瓷具有形成于所述玻璃陶瓷中的晶体，且所述光源提供波长λ的光线，所述光线与能形成于所述玻璃材料中的晶体相互作用，且所述系统的所述热阶段至少部分包围所述玻璃材料，且所述玻璃材料中的至少一些处于至少200℃的温度下；对引自所述系统的所述热阶段中的所述玻璃材料的光线进行收集和/或引导，并且将引自所述玻璃材料的光线引向波长分光器；利用所述波长分光器对引自所述玻璃材料的光线进行分离，以提供引自所述玻璃材料的波长在来自所述光源的所述光线的波长λ的约20纳米以内的光线的光谱δ；利用检测器对所述光线的光谱δ中的光线进行观察，如果存在晶体，对所述玻璃材料中因与所述晶体的相互作用而导致的来自所述光源的光线的所述波长λ的纳米级位移进行观测；从所述检测器接收有关所述系统的所述热阶段中的所述玻璃材料的结晶信息；以及根据所述结晶信息来改变所述热阶段中的条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.15 US 62/350,399;2016.07.27 US 15/221,0601.一种用于处理玻璃材料的方法，所述方法包括以下步骤：将来自光源的光线引导和/或聚焦至玻璃材料，所述玻璃材料位于用于处理玻璃材料的系统的热阶段中，其中，所述玻璃材料包含玻璃和/或玻璃陶瓷，所述玻璃能在所述玻璃中形成晶体，而所述玻璃陶瓷具有形成于所述玻璃陶瓷中的晶体，且所述光源提供波长λ的光线，所述光线与能形成于所述玻璃材料中的晶体相互作用，且所述系统的所述热阶段至少部分包围所述玻璃材料，且所述玻璃材料中的至少一些处于至少200℃的温度下；对引自所述系统的所述热阶段中的所述玻璃材料的光线进行收集和/或引导，并且将引自所述玻璃材料的光线引向波长分光器；利用所述波长分光器对引自所述玻璃材料的光线进行分离，以提供引自所述玻璃材料的波长在来自所述光源的所述光线的波长λ的约20纳米以内的光线的光谱δ；利用检测器对所述光线的光谱δ中的光线进行观察，如果存在晶体，对所述玻璃材料中因与所述晶体的相互作用而导致的来自所述光源的光线的所述波长λ的纳米级位移进行观测；从所述检测器接收有关所述系统的所述热阶段中的所述玻璃材料的结晶信息；以及根据所述结晶信息来改变所述热阶段中的条件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改变条件的步骤更具体地包括响应所述结晶信息而对所述热阶段中的温度进行至少10℃的改变。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括在所述玻璃材料中生长晶体的步骤。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括至少部分响应所述结晶信息而结束对所述热阶段中所述玻璃材料的热处理。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统还包含与所述检测器通信的计算机化控制器。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述改变所述热阶段中的条件的步骤至少部分由所述计算机化控制器自动进行。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括滤除波长λ的引自所述玻璃材料的光线。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述引导和/或聚焦光线的步骤还包括将来自所述光源的光线经由接入端口引入所述热阶段。9.一种用于玻璃材料处理的系统，所述系统包含：玻璃材料，所述玻璃材料包含玻璃和/或玻璃陶瓷，所述玻璃能在所述玻璃中形成晶体，而所述玻璃陶瓷具有形成于所述玻璃陶瓷中的晶体；热阶段，所述热阶段至少部分包围所述玻璃材料，且所述玻璃材料中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·科尔，G·G·穆尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US