التلدين (الزجاج)

التلدين هو عملية تبريد بطيئة للأجسام الزجاجية الساخنة بعد تشكيلها، لتخفيف الإجهادات الداخلية المتبقية التي نشأت أثناء التصنيع. قد يكون التلدين، خاصةً للأجسام الصغيرة والبسيطة، جزءًا لا يتجزأ من عملية التصنيع، بينما يتطلب في المنتجات الأكبر حجمًا أو الأكثر تعقيدًا عملية تلدين خاصة في فرن مُتحكم بدرجة حرارته يُعرف باسم " الفرن الحراري" . ^{[ 1 ]} يُعد تلدين الزجاج أمرًا بالغ الأهمية لمتانته. فالزجاج الذي لم يُلدّن بشكل صحيح يحتفظ بالإجهادات الحرارية الناتجة عن التبريد السريع ، مما يُقلل من قوة المنتج وموثوقيته بشكل دائم. ومن المرجح أن يتشقق الزجاج غير المُلدّن بشكل كافٍ أو يتحطم عند تعرضه لتغيرات طفيفة نسبيًا في درجة الحرارة أو لصدمة ميكانيكية أو إجهاد. بل قد ينهار تلقائيًا.

لتليين الزجاج، من الضروري تسخينه إلى درجة حرارة التلدين ، حيث تنخفض لزوجته (η) إلى 10¹³ ^بويز ( 10¹³ ^داين -ثانية/سم² ⁾ . ^{[ 2 ]} بالنسبة لمعظم أنواع الزجاج، تتراوح درجة حرارة التلدين هذه بين 454 و482 درجة مئوية (849-900 درجة فهرنهايت) ، وهي ما تُعرف بنقطة تخفيف الإجهاد أو نقطة تلدين الزجاج. عند هذه اللزوجة، يكون الزجاج لا يزال شديد الصلابة بحيث لا يمكن تشكيله خارجيًا بشكل كبير دون أن ينكسر، ولكنه يكون لينًا بما يكفي لتخفيف الإجهادات الداخلية عن طريق التدفق المجهري استجابةً للإجهادات الشديدة التي يُحدثها داخليًا. بعد ذلك، تُترك القطعة لتتشرب الحرارة حتى تتساوى درجة حرارتها في جميع أنحائها ويصبح تخفيف الإجهاد كافيًا. يختلف الوقت اللازم لهذه الخطوة باختلاف نوع الزجاج وسمكه الأقصى. يُترك الزجاج ليبرد بمعدل محدد مسبقًا حتى تتجاوز درجة حرارته نقطة الإجهاد (η = ^10¹⁴.⁵ بويز) ، والتي عندها يتوقف حتى التدفق الداخلي المجهري، ويتوقف معها التلدين. بعد ذلك، يُمكن تبريد المنتج بأمان إلى درجة حرارة الغرفة بمعدل محدود بالسعة الحرارية ، والسماكة، والتوصيل الحراري ، ومعامل التمدد الحراري للزجاج. بعد اكتمال التلدين، يُمكن قص المادة إلى الحجم المطلوب، أو ثقبها، أو صقلها دون خطر تحطمها بفعل الإجهادات الداخلية.  

عند نقطة التلدين (η = 10¹³ ^بويز )، تتلاشى الإجهادات في غضون دقائق، بينما عند نقطة الانفعال (η = ^10¹⁴⁵ بويز)، تتلاشى الإجهادات في غضون ساعات. ^{[ 3 ]} تبقى الإجهادات المكتسبة عند درجات حرارة أعلى من نقطة الانفعال، والتي لم تتلاشى بالتلدين، في الزجاج بشكل دائم، وقد تُسبب فشلاً فورياً أو متأخراً جداً. أما الإجهادات الناتجة عن التبريد السريع جداً دون نقطة الانفعال، فتُعتبر مؤقتة في الغالب، على الرغم من أنها قد تكون كافية لإحداث فشل فوري.

• للاطلاع على درجات الحرارة المهمة الأخرى في معالجة الزجاج، انظر السائل اللزج
• التلدين (علم المعادن)
• زجاجة بولونيا
• زجاج البوروسيليكات
• التصنيع والاختبار (المكونات البصرية)
• زجاج عائم
• زجاج مقسّى
• كوب دافئ