工艺专业知识,工艺开发,康宁

20世纪40年代创新的工艺专业知识为康宁在当今先进玻璃技术领域的持续领先奠定了基础。

随着20世纪30年代末欧洲战争的酝酿,美国军方需要国内的光学玻璃来源。军用飞机以及机载监视工具和其他仪器的新发展依赖于高质量的光学玻璃,而这种玻璃以前只能从欧洲的玻璃制造商那里获得。

因此,康宁作为硼硅酸盐玻璃加工方面的专家,在1938年启动了一项大规模熔融光学玻璃的开发计划。

这个突破性的项目产生的方法不仅在20世纪40年代早期引起了轰动,而且也为公司今天仍然确保高级玻璃的纯度和光学质量奠定了基础。

康宁的科学家们知道,大量熔化光学玻璃会带来一些棘手的问题。每一批都必须尽可能避免条纹、种子、气泡或不均匀性,这些都会改变玻璃的均匀折射率,影响光学质量。产量越大,生产不合格玻璃的机会就越大。

查尔斯·德沃博士领导的一个研究小组发现了一个成功的组合。

首先,他们发明了一种方法来引导电流通过玻璃浴,从里到外均匀地熔化各种成分,并改进了燃气燃烧器,使批中的一些部分可以沸腾,而其他部分相对不加热。它还实现了“连续熔化”过程,比以前一次熔化一个大陶罐的方法进步了一大步。

同样重要的是,当玻璃成分融化时,要进行新的混合设计。

而正确的搅拌方法,特别是对于像熔融光学玻璃这样要求很高的混合物,证明是一个非常困难的挑战。

剧烈、随机的搅拌——比如厨师用来搅拌蛋糕糊或酱料——会在熔融的玻璃混合物中产生气泡或其他缺陷。它还可能在玻璃块中留下不同成分的条纹,导致整批玻璃无法使用。

DeVoe和他的团队煞费苦心地尝试了搅拌的各个方面。他们使用高粘度油来模拟熔融的玻璃混合物,并添加着色剂来研究液体在熔化罐中结合时的行为。

他们专注地观察并记录了这一过程的每一个可能的方面。不同的叶片形状和角度在混合物中产生了不同的流动模式。改变速度和其他看似小的变量可能意味着均匀混合物和完全不能使用的混合物之间的区别。

这种搅动对项目的成功至关重要——也是一项宝贵的知识产权——以至于这些绝密实验被小心翼翼地与其他研究操作分开。最终优化的搅拌器设计很快受到美国专利的保护,德沃在1944年,康宁成功地开始大批量生产光学玻璃。

70多年后,搅拌仍然是当今高级玻璃熔化和生产过程中的关键部分。

例如,专有的融合工艺形成了今天的超薄高级平板眼镜-康宁®鹰XG®,康宁®大猩猩®玻璃、康宁®柳树®玻璃、康宁莲花格拉斯和康宁艾瑞斯玻璃-在很大程度上是成功的,因为精确混合的玻璃成分流入形成机制。

多年来,康宁的科学家和工程师一直在继续建立DeVoe的搅拌方法,更新它以适应新的玻璃成分,但仍然借鉴他在专利设计中引入的基本概念。

几十项当代专利仍然参考了DeVoe的创新。他仍然是康宁对玻璃熔化和成型的深刻理解的不朽标志。

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