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药爆炸致力于分享行业内最有用以及最有趣的技术信息,本期药丸老师将给大家带来中性硼硅玻璃的系列介绍的第二篇。
本期话题:西林瓶破损的原因是什么?怎么破?
玻璃身的西林瓶
西林瓶破损是药厂生产过程中非常令人头疼的一件事情。
在产线上的西林瓶破损
冻干中出现的西林瓶掉底现象
西林瓶的破损情况很多:
碰痕--非贯穿性裂纹;
裂痕;
瓶身碎裂。
制药人遇到这种情况真的是欲哭无泪。
损失一些瓶子事小,耽误项目事大。
而且往往这时供应商会相互推诿。
本文从西林瓶制成的角度来浅析一下破瓶的原因,供各位老师参考。起码提供一个和供应商交(Chao)流(Jia)的视角。
西林瓶的制成
上次我们介绍了西林瓶的材质(点这里查看中硼硅材质介绍)--石英砂及后添加的碱性金属等。然而从玻管到西林瓶,它最开始是这样的:
它的加工过程是这样的:
在这个生产过程中有一个步骤是西林瓶破损的主要犯罪嫌疑人--高温加工产生的应力。
加工过程中的高温
这是为什么呢?
要从西林瓶加工最初开始说起。
高温是玻璃性能杀手
从一根根1.5米的玻管到一个个西林瓶,高温加热是必不可少的一个步骤。中性硼硅玻璃的性能也是可以耐一定的高温的:
中性硼硅玻璃的热转化温度大概在摄氏度左右。然而瓶口瓶底加工时火焰的温度却高达摄氏度甚至以上。
西林瓶没能练得火眼金睛,反而被烧得满身伤痕。在被高温加热和未被高温加热的连接处会出现应力。
图中被圈处即为应力集中处
应力会导致玻璃成型后比较脆弱,容易在外力的影响下破裂。然而这也不是没有办法解决的。
消除应力的办法就是在西林瓶成型之后加一道退火工艺,用以消除应力。
消除应力使用的是这个设备:退火炉。
在退火炉内,通过精准的温度曲线控制,西林瓶可以实现尺寸外形保持不变,但内部应力降到可接受范围之内(25nm以下)。
不是有了烤箱谁都能做出好吃的披萨,也不是所有人有了退火炉就能做好西林瓶。温度曲线控制是一件需要技术和经验的事情,控制不好并不能很好的消除应力。我们来看一下做得好的和不好的对比。
最上方的西林瓶得到了很好的处理,下面两只西林瓶没有经过退火或者退火处理不好。瓶肩下方和瓶底上方在特殊光线照射下出现了痕迹。
高温灼烧导致西林瓶产生应力,应力没有经过处理或者处理不好的西林瓶容易破损。这是西林瓶破损的第一个重要原因。
冻干瓶底处理也是硬伤
什么是冻干就不赘述了。冻干过程会产生强大的张力,这个张力集中在西林瓶的底部。如图所示:
如果瓶底成型不到位的话,会导致瓶底与瓶身内部R角过小,所承受的压力更大,就容易出现掉底的现象。
整个西林瓶的底部掉下来,像镜片(Lense)一样,因而掉底英文叫Lensing.
如果瓶底不够均匀(如上图),会导致冻干过程中热传输速率不同,造成冻干饼不均匀和破裂。
所以西林瓶瓶底加工工艺真是不简单:
瓶底和瓶身角度过小冻干时容易掉底;
瓶底不均匀冻干饼又不好看。
玻璃身,玻璃心
西林瓶是工业化产品,不可能做到每一只都非常完美。
看到小小的瓶子也有那么多门道,是不是对供应商多了几分理解?但这并不代表真的出现了质量问题,他们可以随便找个理由忽悠我们,对吧?
药爆炸就是多提供一点信息给大家,便于大家和不同供应商深(gu)入(li)探(si)讨(bi)。
本期药丸老师关于硼硅玻璃就介绍到这里啦,我们下期继续介绍:
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