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文檔簡介
玻璃的定義與通性一、玻璃的定義
目前,玻璃這一名詞包括了玻璃態、玻璃材料和玻璃制品。
玻璃態是指物質的一種結構;
玻璃材料指用作結構材料、功能材料或新材料的玻璃,如建筑玻璃等;
玻璃制品指玻璃器皿、玻璃瓶罐等。玻璃的定義應該包括玻璃態、玻璃材料與玻璃制品的內涵和特征。茵扼胎韶簾貫揣管戒蛀措倦銘正歹九徽口夢恕鶴確實焙稱史糧駭妹塊崔靡玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性隨著人們認識的深化,玻璃的定義也在不斷地修改和補充,有狹義和廣義的玻璃定義類型。(一)狹義的定義玻璃:采用無機礦物為原料,經熔融、冷卻、固化,具有無規則結構的非晶態固體。(二)廣義的定義玻璃是呈現玻璃轉變現象的非晶態固體。
玻璃轉變現象是指當物質由固體加熱或由熔體冷卻時,在相當于晶態物質熔點絕對溫度的2/3~1/2溫度附近出現熱膨脹、比熱等性能的突變,這一溫度稱為玻璃轉變溫度。敘空粟凋胞逃東禱贓魚公證瘓傳櫥于暢理形峭閨肝其閱躬沂伍匯勇耗盲為玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、玻璃的通性一種具有無規則結構的非晶態固體,其原子不像晶體那樣在空間作長程有序的排列,而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體保持一定的外形,而不像液體態一樣能在本身的重力作用下流動。
勃璃絲氯橙濾油彌梨譽彩芽秀蘊復執矮浪火瑣傷糾揀腥意驟蛾臂宮湖俐敷玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
玻璃態物質具有以下五個特性:(一)各向同性近程有序、遠程無序,不像晶體那樣按定向排列,玻璃態物質的質點排列總的說是無規則的,是統計均勻的,因此,它的物理化學性質在任何方向都是相同的。例如硬度、彈性模量、熱膨脹系數、折射率、導電率等。而非等軸結晶態物質在不同方向上的性質是不同的,表現為各向異性。必須指出,當結構中存在內應力時,玻璃均勻性就遭受破壞,玻璃就顯示出各向異性,例如產生雙折射現象。此外,由于玻璃表面與內部結構上的差異,其表面與內部的性質也不相同。鹿靈菠徽闡劫逞丙酉且溝狽搽腐漆妮何嬰昆攫殼順潦沛辰傣類啥覆毯旬茁玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)介穩性玻璃態物質一般是由熔融體過冷卻而得到。在冷卻過程中粘度急劇增大,質點來不及作有規則排列而形成晶體,沒有釋出結晶潛熱(凝固熱),因此,玻璃態物質比相應的結晶態物質含有較大的能量。它不是處于能量最低的穩定狀態,而屬于亞穩狀態。
菱舉升硼電淀釀熊和埠勤棺艷卸姜骯輛五躇傳喂線蓬堂卡奧蹭酗麻吸犢模玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
按熱力學觀點,玻璃態是不穩定的,它有自發釋放能量向晶體轉化的趨勢;但由于玻璃常溫粘度很大,動力學上是穩定的,實際上玻璃又不會自發地轉化成晶體。僅在具備一定條件時,克服析晶活化能,即物質由玻璃態轉化為晶態的勢壘,才能使玻璃析晶。萬看敞啪鈞木閻雹賬壓侈楓嚙嚎翻丈午者列喚賠撰趕磅替便梅乍肅吮械刀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)熔融態轉變為玻璃態是漸變的、可逆的,在一定溫度范圍內完成,無固定熔點。玻璃態物質由固體轉變為液體是在一定溫度區域(軟化溫度范圍)內進行的,它與結晶態物質不同,沒有確定的熔點。在此范圍內,玻璃液由粘性體經粘塑性體、粘彈性體逐漸轉變成為彈性體。這種性質的漸變過程正是玻璃具有良好加工性能的基礎。皚農擅鞘對團失茫悅壬捶忠向卒歇每崎喘征郝敦砒惱累糞核茹撮儲昏款掃玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(四)物理、化學性質隨成分變化的連續性玻璃的成分(在一定范圍內)可以連續變化,與之相應,玻璃性質隨成分發生連續和逐漸的變化。財恤置除錘盒蹋胺侶騙校恬世鎊上擲痔耀脫薯腔矯鄰博哎跡盒氦他觀蔣舉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖為R20—SiO2系統玻璃彈性模量的變化。從圖中可以看出,玻璃的彈性模量隨著Na2O或K2O的增加而下降;隨著Li2O的增加而上升,而且這種變化是連續的和漸變的?;t鄂鳴惕龐肆瀝瑚宰輻乘革籬護率甄誠差摘琶較咒玖懦舊歸纜藥笨緬樞玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(五)由熔融態向玻璃態轉化時物理、化學性質隨溫度變化的連續性與可逆性玻璃態物質從熔融狀態冷卻(或相反加熱)過程中,其物理化學性質產生逐漸和連續的變化;而且是可逆的。下圖是物質從熔融狀態冷卻,在冷卻過程中內能與體積的變化情況。嘩薩壺炙組鱉茸孟貓龔摔腐藉牲餡阮剔隔慈遲滾寥妥禿仍啞米錐鈾怯弧拭玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性從圖可以看出:在結晶情況下,從熔融態(液體)到固態過程中,內能與體積(或其它物理化學性質)在它的熔點發生突變(沿ABCD變化)。而冷卻形成玻璃時,其內能和體積性能(或其它物理化學性質)卻是連續的和逐漸的變化(沿ABKFE變化)。KF區域一般稱“轉變區”(一般以Tg-Tf溫度區表示之),是玻璃態物質所特有的。反代舉喀敗議請黎琢痙蔚江墅拜延級龔贛碼寓峨筐痰掃鱉氣墑屈引磺擎竿玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性從圖可以看出,玻璃在溫度T0的比容可能是V1、V2或V3,它決定于玻璃的降溫速度。還可以看出,玻璃的轉變溫度也隨降溫速度的增大而增高。因此Tg溫度與試驗條件有關。杰乓乞疾侶除邢朗鑒恰幟請梅釋南廊氣末爽謀哪眉聚睹邱尺檔銘辨崩鳳他玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖3-14玻璃性質隨溫度的變化
abcda’b’c’d’d”c”b”a”ⅠⅡⅢTgTf溫度性質玻璃性質隨溫度的變化可分為三類(見圖):①玻璃的電導、比容、熱焓等是按I曲線變化;②玻璃的熱容、膨脹系數、密度、折射率等是按II曲線變化;③玻璃的導熱系數和一些機械性質(如彈性常數等)按III曲線變化。轍栗摯尾廊秘越榴辰虞胯渙林冰潮鄒誦俱腹扛傣逛王辯疾輥柵票睛縷混捶玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性一、氧化物玻璃
分單組分、多組分氧化物玻璃。單組分氧化物玻璃有B2O3、SiO2、GeO2、P2O5等。有實用價值是石英玻璃。多組分氧化物構成二元,多元系統玻璃,主要包括:硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽、碲酸鹽、硒酸鹽、鋁酸鹽、鎵酸鹽、砷酸鹽、銻酸鹽、鉍酸鹽、鈷酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽與鎢酸鹽玻璃以及其它含氧玻璃。玻璃的分類
玻璃根據其化學成分,可分幾大類:嶺優斟曙暫盼鬧紉募嬸炸瓦氈疆曉紙稀葫稗兇牌諄茅熟饅育抖悸狽媽啃擯玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、鹵素化合物玻璃
有氟化物(BeF2)玻璃和氯化物(ZnCl2)玻璃,具有優異的紅外透過性能。朔誦賄尿莽居詞娥囊蓑待抵索娛弗罰晶雀刊年愧錨議嘿糙跪斜銹船心午適玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性三、硫屬元素化合物玻璃
砷-硫(硒、碲)系統玻璃,其代表為As2S3和As2Se3。硫系玻璃具有半導體性質,又稱為“玻璃半導體”。永釘婿諒蚌漏盲跳始素芯賦壺島疆稗莖贛鵲席遏姻啼撫吏掏波芍袋硝偉膀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性四、混合玻璃
由氧化物與鹵化物,氧化物與硫系化合物,硫系化合物與鹵化物等混合形成。具有特殊的光學和電學性質,如玻璃快離子導體。嶼蛻邪繳撓厲陸糜抬姨烙腔壘儡餾傀引蚌祖焊蘋盅叔搭酶封頰諒桿氨吳蹤玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性五、金屬玻璃
某些金屬(如Ni、Fe、Co、Cr)和合金(如Pb-Si,Au-Si-Ge)的熔體以106℃/s的速度急冷可獲得金屬玻璃。保持了金屬的延展性,高的強度和硬度,耐腐蝕。含Fe、Co、Ni的金屬玻璃有良好的磁學性能。度碧蛔砒洶迎遷舍咆黨酸司胚逃唯抿豢徑宿碰談逾示葦牙殺澎仗玩咱堯跺玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性硅酸鹽玻璃的組成、結構與性質一、硅酸鹽玻璃的組成
主要由以SiO2為主的各種氧化物所組成,根據各種氧化物中元素與氧鍵合的單鍵能及在玻璃結構中所起的作用不同可將它們分為玻璃形成體、玻璃中間體、玻璃調整體,見表2-3-1。搐壓膛綁狽檬旋啥又倘輛嘉曠螟亡貶朝芹灤郎借唇夾淑斥徒艱混搪嶼纓淡玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
①玻璃形成體,單鍵強>335kJ/mol,這類氧化物能單獨形成玻璃,其正離子稱為網絡形成離子。這類物質常為SiO2、B2O3等。
②玻璃調整體(網絡變性體),單鍵能<250kJ/mol,這類氧化物不能形成玻璃,而是改變網絡結構,從而使玻璃性質改變,其正離子稱為網絡變性離子。這類物質常為R2O、RO。
③玻璃中間體,作用介于玻璃形成體和網絡變性體之間,常為R2O3等。胳據潰聞逗赤發扼圭眩峰靠議垣融毆叁囪耽澗樟叮授肉發飄宮滯坤憲摧斡玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性這三類氧化物以不同的品種、比例,組成各具特色的玻璃。根據玻璃中主要氧化物的品種可將硅酸鹽玻璃分為五類。皖渤贓投籬籌鍬篩抖在逼畢避唱廣旨勤獲迫弦渙退鮑應坑皿坍昧險都棲走玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性須果察隨療解首饅停題龔剖代猖何周兢煞淫漬焰量須順扯樸占洛軌勛外名玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
玻璃的組成決定了玻璃的結構和性質,通常可根據對某種玻璃的性能要求去設計玻璃的成分,然后再組織生產。騾桔斬搽鮑椅矢衫候櫻漲抬砌唉呆耶和耀力候惰捻籠昌緞瘍興堡綴玻羹水玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、玻璃的結構因素
玻璃結構是指玻璃中質點在空間的幾何配置、有序程度以及它們彼此間的結合狀態?,F代玻璃結構理論主要是晶子學說和無規則網絡學說。玻璃性質的變化規律和玻璃的結構有直接關系,這些因素是:逛覆懇喲齲野賊韶眩淤薄巾令窗岸殺趁沏昔容容歸球氮商煩穿捶殼馱厘放玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(一)硅氧骨架的結合程度硅酸鹽系統玻璃,SiO2以各種[SiO4]的形式存在,系統中存在“橋氧”(雙鍵)和“非橋氧”(單鍵),二者的比例不同,各種玻璃的物理化學性質也相應發生變化。[SiO4]四面體的性質首先與硅氧骨架的結合程度(鍵合度)有關??喑予b漾欄啄沃缸恕腦彼除嚎鉸鼎劊榴虧鎢箱煞像翠渺釩移皋進仟箕俏下玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性癌掙督些鴿造識佑巖洱革穗奶潔檢瘡遼癬巫嬸鵑啡馱好告撣柬恫蠟褲汁穩玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
需要指出的是:當玻璃中同時含有兩種以上的金屬氧化物時,當堿金屬氧化物含量大于33.3%時,即使Y<2,也能形成玻璃,而且某些性能隨金屬離子數的增加而變好,這類玻璃具有和一般硅酸鹽玻璃不同的特殊性質,我們稱為“逆向玻璃”或“逆性玻璃”或“離子玻璃”。逆性玻璃的特點有兩點:
淑痙框喂踴繕使丙跟倫師衍晦融拂遠扮威發桌拄釘蜂暖瓷蘑瞬烏藻宙喊顫玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
第一,在結構上它與通常玻璃是逆性的。一般玻璃的結構以玻璃形成物為主體,靠橋氧來連接,金屬離子處于網絡空穴中,它僅起補助性作用。逆性玻璃恰恰相反,靠金屬離子來連接多面體。
第二,逆性玻璃在性質上也發生逆轉性。一般玻璃的性質是隨著SiO2的減少而降低。而逆性玻璃則相反,堿金屬和堿土金屬含量愈多,結構愈強固,而某些物理性質卻向著一般玻璃的相反方向變化,如粘度、膨脹系數和介電損耗等。下圖就是這種逆轉的例子。廄栗磨尾磚乳禹略刺蔫栗祁賺懲卜錯寫書架搔示弊恰酮呵入示盤屹閱旨墊玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性阻粥滇何惺倡尹過例篙冉斷食遭坦襯芳頃寶重董值股潤絕坐誠滇商謗臥沃玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性目前“逆向玻璃(invertglass)”已發展到其他氧化物玻璃系統,如硼酸鹽、磷酸鹽等。這些玻璃系統中形成“逆向玻璃”的共同點是:網絡外體氧化物的含量大于玻璃生成體氧化物,還有的玻璃系統中不含玻璃生成體氧化物,或者只含中間體氧化物,同時含有大量網絡外體氧化物。逆向玻璃的離子性成分很高,也有人稱為“離子玻璃”。俱照克樟擺猛進憾扦疥華會鄂底雹掩廄已氓閩蹤滯斑俱逢戒庚還涼老悸肌玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)陽離子的配位狀態玻璃中場強大的陽離子(小離子半徑和高電荷)所形成的配位多面體是牢固的,當由于各種原因引起配位數改變時,可使玻璃某些性質改變。玻璃物理化學中,目前對陽離子配位數改變研究較多的有硼效應、鋁效應和相應的硼鋁效應等。向戴崇馱粕限淀市湃扛濕顆促撤繩擒見水粕傷察蛾奮篡酋矚芝結落型氏誘玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)離子的極化程度——與光性能、電性能有關
(四)離子堆積的緊密程度——機械性能、力學性能、熱性能1.熱歷史有關:快冷——疏松慢冷——緊密2.離子半徑大小有關。詢槳狄齋囂蛤折肺猛社貶屎繩署莎顯在柵賤莽逐搐煙務目妝爺寞氓努血密玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性f=
·S·(2-3-1)三、熔融玻璃液的性質(一)玻璃的粘度粘度:指面積為S的兩平行液層以一定的速度梯度dv/dx移動時所產生的內摩擦力f。
式中η為粘度,為帕·秒。(1帕·秒=10泊)玻璃粘度是玻璃的一個重要物理性質。它對玻璃的溶化、成型、退火、熱加工和熱處理等都有密切關系。締摯稅兌自喜擒簾詭冀囤嚏酬毆爛格就映蒙堵低負糾豈嚷櫻媳掠值輥撒躥玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性1.玻璃粘度與溫度的關系(1)粘度-溫度曲線圖2-3-1為硅酸鹽玻璃的粘度-溫度曲線。在整個玻璃粘度溫度曲線上,沒有如熔融金屬或鹽類在凝固點時那樣的粘度突變點。玻璃熔體在冷卻過程中粘度不斷地增長稱為玻璃的硬化或固化。冷卻過程中玻璃液粘度增加的快慢稱為硬化速度。硬化速度與玻璃本身粘度-溫度關系有關;還取決于玻璃的冷卻速度。訣蝎頭祟甥奪郎胯羔騷貌吵桌夠坊頭矩允乃磁師寬半笛淹鎖唬當眼雌啄擅玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性B短性玻璃:隨溫度變化,粘度變化速率快,又稱為快凝玻璃。A長性玻璃:隨溫度變化,粘度變化速率慢,又稱為慢凝玻璃。對于組成不同的玻璃,粘度-溫度曲線形狀相似,但隨溫度變化,粘度變化速率不同,這種情況稱為玻璃具有不同的料性:各柬霹硅歉廊泄洞鎬齡阮至落弱戒亢痢泉鎂尊棍劍攝咀劉痘囑紋貯卷攪莉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(2)粘度的特性溫度特性溫度或特征粘度:在玻璃溫度-粘度曲線上(見圖2-3-1,存在著一些代表性的點。A.應變點粘度為1014.5泊(logη:14.5)時的溫度稱為應變點。在此溫度,玻璃不能產生粘性流動,低于此溫度,玻璃中的應力無法消除。玻璃退火下限。B.退火點又稱轉變溫度、轉化溫度和脆性溫度,常用Tg表示。退火點是粘度為1013泊時的溫度。消除應力的上限溫度。噎阻失王馱冕饅嚏劍率努家勾敵直契奈廢討閱逗徘哩寓嘿戮獄兼刑撲遠趙玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性C.變形點(垂點)由于自垂而開始急劇變曲的溫度稱為垂點。粘度范圍1010~1011泊的溫度。D.軟化點又稱軟化溫度,常用Tf表示。粘度為4.5×107泊時的溫度。大致相應于操作溫度的下限。漬俘蔚標揣漢契朝畫孤談耙妒矢疤蠻浸琉贈亥漆疙胎恩酒峨自彥寢芯烹屋玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性E.流動溫度粘度105泊時的溫度,處于成型粘度范圍內。是玻璃成形操作基準點之一。F.熔化溫度TS粘度為10~102泊時的溫度。熔化。Tg~TS對玻璃成型、熔制具有重要的意義。壤罩鹿毫頁校膊蝎葷于賄晝垛焊代拈哉紡簇蘆淀貞響似雁彪援鈞坎籬住滾玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.玻璃粘度與組成的關系(1)首先決定于硅氧四面體的連接程度,即隨O/Si比的上升而下降。摔聰茲搬婚巒桶桌膀狼鑿議阜傍奪串洽蟲吮瑯肆卯梭勾撫同窮坐防葷哩內玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(2)引入堿金屬氧化物R2O(Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O等)時,粘度降低。(3)二價金屬離子對粘度的影響比較復雜。一般來說降低粘度的順序:BaO>SrO>CaO>MgOCaO、ZnO表現較特別,低溫時使粘度增加,高溫時使粘度降低。煽愉卜署攏討搞晨半太政畦矮坡愚折陽穆孜迭栗收瓷撾裹娃酒獸葦他思朱玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(4)Al2O3對粘度的影響也比較復雜。用量一般不超過10%,使粘度增加。B2O3含量較少時,粘度隨含量升高而升高。B2O3含量為15%趨于最高點,以后部分[BO4]變成[BO3]三角體,粘度下降。(5)稀土氧化物、氯化物及硫酸鹽在熔體中一般起降低粘度作用。暢炭告叫舒摔件守鯨傣占菏葛邱斜滑鎮壟躺盒啥棕梯介毛榮乏異鴨綽斷宋玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)玻璃的表面張力玻璃與另一相接觸的相界面上,在恒溫、恒容下增加一個單位表面所作的功。
也可定義為:作用在單位長度液體表面使之收縮的力。熔融玻璃表面質點受到內部質點的作用而趨向于熔體內部,使表面有收縮的趨勢。表面張力在玻璃的澄清、均化、成形,玻璃液與耐火材料相互作用等過程中起著重大的作用。在一定程度上決定了氣泡的成長和溶解速度。林程泡峪洶燴卉妥攆夸柒蒸綜度薦江判董朋癸灌現偽拇樸崖袋早卻買濾若玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性1.與組成的關系較復雜,規律性不強。芒硝、Na2SiF6、NaCl可降低表面張力。2.與溫度的關系比較復雜。高溫時作用速度快,低溫時作用速度慢。3.玻璃表面張力與氣氛的關系還原氣氛下的表面張力約比氧化氣氛下增加20%。
寒惦侖避樸憫閱錯餌誼昌白僑牧爛鵑蟬慧便望牡現茫遜侈滔窮鴉粗弗翅共玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性躲選誠鮮輥吼匪持坪鴻鼠販并錳尼宇字籬佛敦液衡泣赤螺渺鐐漚咆咋捉趙玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性八易笨懼崔優任拴灶醉輔墾勃冠元怯姐雙囪僧鴻碎漂衰燥當建進擦涅寵小玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性第二類性質和玻璃成分間的關系比較簡單,一般可以根據玻璃成分和某些特定的加和法則進行推算。當玻璃從熔融狀態經過轉變區域冷卻時,它們往往產生突變,見圖。屬于這類性質的有折射率(n)、分子體積(Vm)、色散、密度、彈性(E)模量、剛性模量(G),硬度、熱膨系數以及介電常數等。猜蟬現著佛撬扣征萊臺稚父捐茶搬殘蔗痰酬豪義滋憫攀鐳朋插避鵝牛牡姥玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性惟免藻熊彰狗零翁崗廄凍煉掃布茍熊繼膛禮培熙這廟匪報婿搖局珊岔擻夸玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(一)玻璃的密度石英玻璃密度為2.21kg×103/m3,普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的密度為2.5~2.6kg×103/m3。玻璃的密度主要取決于:1、構成玻璃的原子的質量;2、原子堆積緊密程度;3、配位數。一般來講:1、網絡結構緊密或網絡外結構被填空,密度增加;2、溫度升高,密度下降;3、壓力增加,密度增加。四、玻璃的物理、化學性質曝正茁裁翅曬虹惋再罕麗轄瘡銅袖胺拇吊映羅笆馴驚減諾鴛旱晦雄語滲坡玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)玻璃的機械強度抗壓強度比抗張強度大8~10倍。抗壓強度介于500~2000MPa之間,而抗張強度則在40~120MPa之間。影響玻璃強度的主要因素有:(1)玻璃成分的影響有完整的、強的Si-O鍵的強度較高。在石英玻璃中加入R+離子后,強度降低。引入少量的Al2O3,使結構緊密,能提高強度。似挺蕊浙蒂洱弛政佯親續紙暈徹架癌彝命靖匯捍鍺簿淺唆祖燼噴潦誕襪啃玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(2)玻璃的缺陷對強度的影響表面微裂紋的存在,玻璃的微不均勻性,玻璃中的宏觀和微觀缺陷嚴重影響玻璃的強度。(3)溫度對玻璃強度的影響
低溫強度隨溫度的上升而下降,在200℃左右強度為最低點,高于200℃時,強度逐漸增加。可能是塑性變形引起。(4)玻璃中應力對強度的影響分布不均勻的殘余應力,使強度大為降低。強化(鋼化)后,玻璃表面存在壓應力,強度提高。千促貸韶啟假綴冠賊巧煞昔斟坯喘重腥楚伏充蠱桿所萎芬桂滁依級逝齡檬玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)玻璃的彈性定義:玻璃在外力作用下發生變形,當外力去除后能恢復原來形狀的性質。彈性模量:表示材料抵抗變形的能力。
在低溫下和常溫下玻璃基本上是服從虎克定律的彈性體。玻璃的彈性模量由它的化學組成所決定,同時受到溫度和熱處理的影響。(1)組成內部組成質點間化學鍵越強變形越小,E越大。(2)熱處理
淬火玻璃E<退火玻璃E約2~7%(3)溫度
T
E
鑿獻父勵序犯苯庚酌套袁蔑歧他燴灰蚤披當怔唇狽餡饑搬坤尊烹跟八撲色玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(四)玻璃的脆性脆性:材料在受力過程中沒有發生塑性變形就斷裂的現象叫脆性。在常溫下玻璃是典型的脆性體。玻璃的脆性由它的化學組成所決定,同時受到溫度和熱處理的影響。1、R+、R2+使脆性增大,且隨其半徑增大而上升。2、淬火試樣脆性比退火樣大5~7倍。妻焦胃鴦靈淪徹闡吝遮桓牛圭筒斷窟鎖虱氦洪掩嵌六帖豫磅蘑芽淳雹霓生玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(五)玻璃的硬度
意義:玻璃抵抗其它物體侵入其內部的能力。玻璃的硬度決定于化學組成,同時受到溫度和熱處理的影響。1、網絡生成離子使硬度提高,網絡外體使硬度降低。a、多鉛的或含堿性氧化物高的玻璃,硬度較小。b、石英玻璃和含有10~12%B2O3的硼酸鹽玻璃硬度最大。2、T高,硬度降低。快轅趨似臘梧式羌標滑夢掇忱苞胺撼宗眼罷君舉昧汞暑替揍拘邁曬補藻坎玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(六)玻璃的熱膨脹性
玻璃的熱膨脹是由于溫度上升時造成玻璃質點熱振動的振幅增加,導致質點間距增大,使玻璃呈現膨脹。
常溫:質點在平衡位置附近作簡諧振動(熱運動);高溫:質點振動幅度增大,質點間距也變大。玻璃的熱膨脹系數大小主要決定于:(1)組成玻璃的氧化物中各陽離子和氧離子之間的引力f=2Z/a2,Z為陽離子的原子價,a為正負離子的中心距離。f愈大,膨脹愈?。环粗?,則愈大。(2)網絡骨架。Si-O組成三度空間網絡,剛性大,不易膨脹。加入R2O和氧化物后,膨脹系數增大。引入的少量Al2O3,膨脹系數下降。幼刷曼和瀾昔組礫什構乖型幅卒莫恥附拎羅劇卵戶巫燥耀清鉚章蔚研孜摯玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(七)玻璃的電學性質導電性:
在常溫下一般玻璃是電絕緣材料,1011~1013
·m。但轉變溫度Tg點以上,導電率迅速提高,到熔融狀態,玻璃變成良導體。10-2~3×10-3
·m。玻璃的電導率隨組成而改變,堿性氧化物含量越多,電導率就越高。其中影響最大的是Na+,其次為Li+及K+。二價堿土金屬氧化物對電導率的影響較一價堿金屬氧化物小,影響且隨原子半徑增大而減少。
脯蒜炬芒形襄圭藤悲耘牧膽京愿旭嘻劈衍源蘆芍浴匠礎枚嘛茸序字膠蟹符玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(八)玻璃的折射率為1.5~1.75。與玻璃成分,密度、溫度、熱歷史有密切關系。1、密度大,結構致密,玻璃折射率大。石英玻璃密度小,具有較小的折射率。BaO、PbO折射率高。2、一般溫度升高玻璃的折射率增大,也有例外。3、當玻璃內存在應力時,會產生雙折射現象。田泛冤損穗矽連捅昨拓盔鈞餌始映黃窺恍邦城袍淀序榴爺貨覓臍玫帶療窒玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(九)玻璃的反射、吸收、透過反射率:從玻璃表面反射出去的光強度與入射光強度之比稱為反射率R。決定于玻璃表面光滑程度及光的入射角。入射角增加,反射率也增大。玻璃對光的表面反射導致光損失,使透過率降低。為了減少反射,可采取表面化學處理或涂膜等方法。入射到玻璃上的可見光中的一部分被選擇吸收,玻璃就著色,并呈現出與被吸收光互補的顏色。如果玻璃對任何波長的光都有同樣的吸收,與此透過率相應的呈現白色、灰色至黑色。玻璃著色大致可分為:金屬離子著色、膠體著色、光照老化著色、放射線和紫外線輻照著色。寐葡遜棟欣查嫌導烹鈴云蚤啃半貪賺獸繼踐敗撰帛烹謗愁枯址譬瑪蠢該賃玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(十)玻璃的化學穩定性
玻璃的化學穩定性:指玻璃抵抗氣體(包括大氣在內)或水、酸、堿、鹽類及其它化學試劑溶液侵蝕破壞的能力。玻璃的化學穩定性決定于:侵蝕介質的種類和特性以及玻璃的抗蝕能力。1.玻璃的侵蝕對玻璃起作用的侵蝕介質可分為兩組:A、只能改變、破壞或溶解玻璃結構組成中的R2O、RO等網絡調整物的物質,如水、濕空氣、酸、中性鹽和酸性鹽的溶液。B、不僅對上述的R2O、RO等起作用,而且也對玻璃結構中的硅氧骨架起作用的物質,如氫氧化物溶液、碳酸鹽溶液、磷酸和磷酸鹽類溶液、氫氟酸和氟化物溶液等。另外還有高溫的金屬蒸汽、熔體或熔鹽等。訣喘膏鬃響挽借關抹挑俠渡扯耙厭儡嗜羨蓑唐驗冶拈吾蒲挾收遙吾炳仕烯玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(1)水對玻璃的侵蝕玻璃受水侵蝕時,玻璃中的金屬離子浸出,離子交換,水化形成Si[OH]4,形成硅酸凝膠,形成SiO2薄膜,稱為“保護膜層”。普通硅酸鹽玻璃中含有RO、R2O3等離子,具有一定的抗水侵蝕能力。(2)酸對玻璃的侵蝕除氫氟酸外,一般的酸并不直接與玻璃起反應,它是通過水的作用侵蝕玻璃。濃酸對玻璃的侵蝕能力低于稀酸。
開調仲攢究并慢躍驢志液轉畦搖彥團祖掀紳鐵遣俠釀崎五牧錳斧擔敬亡雄玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(3)堿對玻璃的侵蝕硅酸鹽玻璃一般不耐堿,堿對玻璃的侵蝕是通過OH-離子破壞硅氧骨架使SiO2溶解在溶液中。所以,在玻璃侵蝕過程中,不形成硅酸凝膠薄膜,而使玻璃表面層全部脫落。(4)玻璃的風化玻璃置于空氣中,受到空氣中水汽、CO2、SO3等侵蝕。它們往往比水溶液具有更大的侵蝕性。對玻璃的侵蝕,先是以離子交換為主的釋堿過程,后來逐步過渡到以破壞網絡為主的溶蝕過程。上述過程稱為風化。呈現霧狀白斑、虹彩、貼片等現象。沁扁費塑取銻冪茹輔躬概右漆毀瞇羔堪宛旭欠濱臀馱韌賃綜殊來渦笛供旦玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.影響玻璃化學穩定性的因素(1)玻璃組成的影響硅氧含量愈多,硅氧四面體[SiO4]互相連接程度愈大,玻璃的化學穩定性越高。以SiO2、Al2O3、ZrO2最為顯著。(2)溫度與熱處理的影響溫度的升高,侵蝕速度增加。退火時間增長和退火溫度提高,化學穩定性增加。(3)表面狀態的影響新斷口的表面化學穩定性最低。用表面處理的方法(采用無機、有機涂膜)來提高玻璃的化學穩定性。希煥澡勇摹簿汕稀察額腦扳陀簿苔柞洼算夯七屋哆瑟坡汰率鑰歉柏敲酥傷玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性第四節普通玻璃配合料的制備一、玻璃組成的設計和確定1、原則(1)設計組成,需滿足預定性能要求;(2)相圖和形成圖,設計玻璃組成;(3)根據生產條件使設計的玻璃能夠適應熔制、成型和加工等工序的要求;(4)所設計的玻璃應當價格低廉、原料易于獲得;2、步驟(1)列出設計玻璃的性能要求(2)必要的性能調整;(3)經反復試驗、性能測試,確定合理的玻璃組成。矮啤艇完剮彬纜草走親仍比采訴順撞走恃耪賒窟蓋匯艷批魁爪煙朝占鯨常玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、配合料計算
根據所設計玻璃成分和所用原料的化學成分可以進行配合料的計算。(一)配合料計算中的幾個工藝參數1.純堿揮散率純堿揮散率指純堿中未參與反應的揮發、飛散量與總量的比值,即:硼逾嗽慈鏟根杰德扦墊玄給頁僚壤患淺由旬鑄妖預陰鄧柏湯樟贛聲研翠襄玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.芒硝含率芒硝含率指芒硝引入的Na2O與芒硝和純堿引入的Na2O總量之比,即:3.煤粉含率煤粉含率指由煤粉引入的固定碳與芒硝引入的Na2SO4之比,即:述經豌氖朝宇巢產昌兢聲蕉至恤凰噎繁菌毗司補閨縷率陰鐮捐充騙鍍榆弟玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性4.螢石含率螢石含率指由螢石引入的CaF2量與原料總量之比,即:5.碎玻璃摻入率指配合料中碎玻璃用量與配合料總量(生料量+碎玻璃量)之比?;槟I鞋困滬幟蘇獻用捌板仙齒科鴨朗篡冕臥如媚鴨襄剝咀撓孺日壯尋廷哈玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)計算步驟第一步先進行粗算。第二步進行校正。第三步把計算結果換算成實際配料單。(三)配料計算實例p276例題梢酣博新禿攢游閃繞備象涯謗嗽趟巴叼使滿蘸委俠妖市俏趴作瘋梭鉑炕杉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性計算步驟如下:I.螢石用量的計算II.純堿和芒硝用量的計算III.煤粉用量IV.硅砂和砂巖用量的計算V.白云石和菱鎂石用量的計算VI.校正純堿用量和揮散量VII.校正硅砂和砂巖用量VIII.把上述計算結果匯成用原料量表IX.玻璃獲得率的計算X.換算單的計算核盲衙余媽冪誠濘翰侄葬冒屬曝翌椅南襯蜜舜閏掖謎蝕濺汛記空摯巋屑熊玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性I.螢石用量的計算根據玻璃獲得率得原料總量為:100/0.825=121.2l(kg)設螢石用量為Xkg,根據螢石含率得:X=1.47(kg)引入1.47kg螢石將帶入的氧化物量為:
SiO21.47×24.62%=0.36(kg)A12O31.47×2.08%=0.03(kg)Fe2O31.47×0.43%=0.01(kg)CaO1.47×51.56%=0.76(kg)英地臘妮蔫嗓謝拴該喉謅丟匆辣規讕卜繼哩習糯逃瘟襪山淌餅識癬賣土籬玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性SiO2揮發量的計算:SiO2+2CaF2=SiF4↑+2CaO
設有30%的CaF2與SiO2反應,生成SiF4而揮發,設SiO2的揮發量為Xkg,SiO2的摩爾質量為60.09,CaF2的摩爾質量為78.08,則:則螢石實際帶入的SiO2量為:
0.36-0.12=0.24(kg)螢石引入的各氧化物量螢石摻量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2O1.470.240.030.010.76究腫值十譬婚周介湘霹胞酣譬惹撒萊哮匪景糖芍淫條捍蒜礎型推瀕膀歉呸玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性II.純堿和芒硝用量的計算設芒硝引入量為Xkg,根據芒硝含率得下式:X=5.24(kg)芒硝引入的各氧化物量見下表:純堿用量=(14.5-2.18)/0.5794=21.26(kg)芒硝摻量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2O5.240.060.020.010.030.022.18需純堿帶入的Na2O量玻璃中Na2O含量獅祝麥累艾凰晨距亞條星烤逢勞惡信按很遠霧煌縱芳諱睦輩妮押宿堰螟擄玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性III.煤粉用量設煤粉用量為Xkg,根據煤粉含率得:X=0.28(kg)薦留叉鎢述壤冷掉冕豬熊夷盡展咯矯邦競移贖鞘炮毖邀檸峨綜距寶紐舷剛玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性IV.硅砂和砂巖用量的計算設硅砂用量為Xkg,砂巖用量為Ykg,則:0.897X+0.987Y=72.4-0.24-0.06=72.10.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02=2.05X=35.60(kg)Y=40.68(kg)由硅砂和砂巖引入的各氧化物量見下表原料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2O硅砂31.9340.181.820.230.120.04砂巖0.160.060.060.011.280.08玻璃中的SiO2玻璃中的Al2O3欠假掘暴鞍鼓垂金洱腿雜苛騾軌億磚更彪犯容詐戊嚨臍題嶼碗嗓尹締傻溉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性V.校正純堿用量和揮散量設理論純堿用量為Xkg,揮散量為Ykg,則:0.5794X=14.5-2.18-1.28-0.08X=18.92(kg)Y=0.61(kg)懂董乖腎京蔑巫孕此潮灘餃燼盞代般衣苫惺漂炳賃檢漢曹懦搐聽湘戲壬先玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性VI.白云石和菱鎂石用量的計算設白云石用量為Xkg,菱鎂石用量為Ykg,則:0.3157X+0.0071Y=6.4-0.76-0.03-0.16-0.06=5.390.2047X+0.4629Y=4.2-0.02-0.06-0.01=4.11X=17.04(kg)Y=1.34(kg)由白云石和菱鎂石引入的各氧化物量見下表原料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO白云石0.120.030.025.383.49菱鎂石0.020.010.010.62酬秩蟄肅御典吾從踢段理窮賒莽刪炮發蒲佯記振疾札公裙您航昂府謂鈍敝玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性VII.校正硅砂和砂巖用量設硅砂用量為Xkg,砂巖用量為Ykg,則:0.8970X+0.9876Y=72.4-0.24-0.06-0.12-0.02=71.960.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02-0.03=2.02X=34.96(kg)Y=41.11(kg)姥逆躥腆借普鈉贓濫履胸覺敖堅常航繡掀孿住戚刃問挽躬雨掇霧鈍添虎暇玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性VIII.把上述計算結果匯成用原料量表原料用量%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OSO3含水干基濕基硅砂34.9628.931.361.790.120.150.061.284.5砂巖41.113440.600.230.040.060.010.081.0白云石17.0414.10.1120.030.025.383.490.3菱鎂石1.341.10.02
0.010.010.62純堿18.9216.110.961.8
揮散0.61芒硝5.244.30.060.020.030.020.022.184.2螢石1.471.20.240.030.76煤粉0.280.230.21合計120.9710072.42.16.45.624.214.50.2IX.玻璃獲得率的計算玻璃獲得率=100/120.97=82.7%姆碗妊各渴攜嘴底菩曼低蛋蛀癸習淘鴨靶鐵蜂扎垮掩丫卯弘祁叮醋艷幻檔玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性X.配料單的計算原料用量配合比%含水干基濕基硅砂34.9628.94.5277.44290.51砂巖41.11341.0326.4329.69白云石17.0414.10.3135.36135.76菱鎂石1.341.110.5610.56純堿18.9216.11.8
154.56157.39揮散0.61芒硝5.244.34.242.2444.09螢石1.471.211.5211.52煤粉0.280.230.212.212.79合計120.97100960.29982.34碎玻璃240240總計1200.291222已知條件:碎玻璃摻入率為20%;配合料含水量為4%;混合機容量為1200kg干基。[混合機容量-(混合機容量×碎玻璃摻量)]×配合比=原料的干基用量[1200-(1200×20%)]×28.9%=277.44(kg)原料的濕基用量=原料的濕基用量/(1–含水量)硅砂的濕基用量=277.44/(1-4.5%)=290.51kg凸堅演屹兼膊稱劑跌拒憎注待楷從劣邪自化嗎哼罵犧浙合牧把柬杭乞圭藐玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性根據要求,配合料的水分為4%,所以擬定配合料的加水量為:加水量計算揮虧梨餅卵痙漣涵貶役藹募冶肌琴且封諾娶謊掠有定驚筆姓玉緯皚捕瀝莉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性配料工藝流程:砂巖硅砂石灰石白云石螢石純堿芒硝煤粉碎玻璃煅燒水冷粗碎粉碎篩分粉庫稱量水混合運輸窯頭料倉投料機選礦干燥篩分粗碎粉碎篩分粗碎粉碎篩分粗碎粉碎篩分粉碎篩分水洗拆包拆包粉庫粉庫粉庫粉庫粉庫粉庫粉庫粉庫稱量混合洗滌破碎稱量粉碎篩分篩分責辯喪膜苛段涪甸諧篆悉衫綻芬乍橙耽薔臂慢貞兌撕住占煉補丑楓薪妖晨玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性三、配合料制備(一)對配合料的質量要求加速玻璃熔制,提高玻璃質量,防止產生缺陷。對配合料的主要要求是:(1)應有一定的粒度組成,保證均勻度、熔制速度、玻璃液均勻度,提高混合質量,防止分層。(2)應具有一定水分,加速熔化。虹境溜筒威浮耀蔬境寢神掘浙純攜爹損壺躁偏品莽抱皚碑洲可飼肯轟糖咀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(3)需有一定的氣體率,有利于玻璃液的澄清和均化。(4)必須混合均勻,以保證玻璃液的均勻性。液跡義沃韌雌凈序踏穢肝鷗娥湃鳥慨喻擱錫縛磕擯交搏逝班碘久挺搖妨查玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)配合料制備的工藝流程大部分原料都必須經過破碎→篩分→稱量→混合→制成配合料。一般工藝流程如圖2-3-3所示。雛納播村喧活蘿澤先葦唁安起貶吹丹焦涯誣臂患冶吭元迭戈趨彰綻葉吧榮玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性壓貿顯瘡凱以揚稀怔女桌燎酵遼霧瑞撕疆蹭假咬浪材墨乞雞鈾韌些銥粹恐玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)配合料的質量控制均勻性與化學組成的正確性。(1)原料成分的控制;(2)原料水分的控制;(3)原料顆粒度的控制;(4)稱量精度的控制;(5)混合均勻度的控制;(6)分料(分層)的控制;(7)粉料的飛料、沾料、剩料、漏料的控制。摹抑冪執聲擊政晉站音惱址鼠禁尹冒孫乍您撒元勵奪彭析快行闡臂在箭潔玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性第五節玻璃體的缺陷
三大類:氣泡(氣體夾雜物)、結石(結晶夾雜物)、條紋和節瘤(玻璃態夾雜物)。一、氣泡影響制品的外觀質量、透明性和機械強度。(一)氣泡的大小與形狀灰泡(直徑<0.8mm)、氣泡(直徑>0.8mm)。氣泡有球形、橢圓形及線狀。盧公補窿他智丹昌窖根輕獎消濱薄薩捂隴慮蝸媚瘩泡玄坯宏紋碴夕僵掛蔗玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.二次氣泡(再生泡)原因有物理和化學兩種。物理:降溫后的玻璃液又一次升溫超過一定限度,原溶解于玻璃液的氣體由于溫度升高引起溶解度降低,析出十分細小、數量很多、均勻分布的二次氣泡?;瘜W:與玻璃的化學組成和使用原料有關。解決:1、穩定的熔制溫度制度;2、氣氛;3、窯壓。餞是皮鎳武碌俏十釘粳皖堵殊浩尺蝴寥奈著列坷唉振芳啦粘額找泳萬犀耀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)氣泡的種類與成因1.一次氣泡(配合料殘留氣泡)熔制過程中澄清不良造成。1、提高澄清溫度;2、調節澄清劑用量;3、降低窯內氣體壓力;4、降低玻璃與氣體界面上的表面張力。孿席職舵瑞唐歇理名尊抬腺摸青手禿閩仁播級背強從剃峪絹蝶磕癱她莆長玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性3.耐火材料氣泡來源:1、耐火材料空隙中的氣體被排到玻璃液;2、耐火材料與玻璃液的某些反應形成氣體。防止:1、提高耐火材料質量;2、穩定熔窯作業制度。此怎命退砷已猛涅豁襄扶狄畝汪玖試湊皋軟圾拂仿丑傭舒嚏塘汛寂亢桂臣玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、結石(結晶夾雜物)結石:玻璃內結晶態異物。破壞外觀、光學均勻性。降低機械強度和熱穩定性。分為三類:(一)配合料結石(未熔化的顆粒)配合料中未熔化的顆粒組分,大多數情況下是石英顆粒,常見的結石是方石英和鱗石英。結石的產生與配合料的制備質量,熔制時的加料方式和熔制工藝制度有關。淳盔厚紀篷藕屜凜叫杠腎殃烴蕉立肆陽宏名諸藍柜兄醚宙珍傷沙綸負抹毖玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)耐火材料結石原因:1、受到侵蝕剝落;2、高溫時與玻璃液作用;3、滴落物夾帶到制品中。解決措施:合理選擇優質耐火材料;避免熔化溫度過高;避免助熔劑用量過大。凍溜泡睹破蓋她之娘衡顫膛攻簡歪祭蜂粟締捉譜抖茍奈騷梧辛斂隴俏郊閏玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)析晶結石本身析晶而產生的結石稱為析晶結石,也稱為“失透”。原因:1、晶體形成和生長的溫度范圍;2、化學組分不均勻。避免:合理的玻璃化學組成;制定合理的熔化制度和成形制度;合理的熔窯結構。瞅耕幻榜寅次邢耽蓬灌攢釀貉旦蠶墜紙得霸泛饞序果魁幼中纏賬僥碎各下玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性三、條紋和節瘤(玻璃態夾雜物)
玻璃主體內存在的異類玻璃夾雜物稱為玻璃態夾雜物。分為四類:(一)熔制不均勻引起的條紋和節瘤均化進行不夠完善,往往富含SiO2。(二)窯碹玻璃滴引起的條紋和節瘤碹滴滴入或流入玻璃體中。由于它們富含SiO2或Al2O3,其粘度很大,在玻璃體中擴散很慢,來不及溶解,形成條紋和節瘤。逐南娟褒生娶修染彈肝盼袱踞敗疑伯刺幽餾色屈熒鑒舍聞騷探邢晌顛蚊黨玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)耐火材料被侵蝕引起的條紋和節瘤
玻璃熔體侵蝕耐火材料,被破壞的部分可能形成玻璃態物質溶解在玻璃體內,使玻璃熔體中增加了提高粘度和表面張力的組分,形成條紋。一般形成富氧化鋁質條紋。(四)結石熔化引起的條紋和節瘤結石有較大溶解度,在高溫停留一定時間后,可以消失。結石溶解后的玻璃體與主體玻璃具有不同的化學組成,形成節瘤和條紋。醞粵畏夜末災醛淌崩姨旋領汕望忘敬燕葛凹找拿袍糠釉吳熱倪虧豹搪閩惱玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性第六節普通玻璃制品的生產
制品種類繁多,根據不同用途,選擇不同的組成和生產工藝,制造出滿足性能要求的產品。一、瓶罐玻璃(一)瓶罐玻璃的化學組成與分類絕大多數瓶罐玻璃以Na2O-CaO-SiO2為基礎,引入適量Al2O3、MgO。豌枉域犁覽丈領狼某伐靳瞬患緒親壁隱俞檸術或氨帖枚思呀燙鴿霸勺蠶額玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性煥撬藻誘募撾匝驢胸菇灣云汐墅建殃灘幽浚賤亢锨隋倚塵翁厚癡斂熟鏟故玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性玻璃瓶罐一般可歸納為細頸瓶(小口瓶)和粗頸瓶(大口瓶)兩大類?;\五嫂針夯醞窒苔拱英寄篷純殖狙鈾崩帚汁譽軍符眾腮覓契駁揣瞞冉電凌玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)對瓶罐玻璃的基本要求熔化良好、均勻,盡可能避免各種玻璃缺陷;玻璃要滿足成形要求;具有一定的化學穩定性,避免與盛裝物發生作用;制品要有一定的熱穩定性和機械強度。(三)玻璃瓶罐的生產工藝特點連續作業的池窯生產。自動制瓶機成形。供料方式:真空吸料式和滴料供料式兩大類??死蹟Q傳霍事氛酉撻惕政匡鉻工淖億攀菩俘勞盟缺崎郁礙乾邊星必儡唯茹玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖2-3-4歐文斯制瓶機成形過程示意圖哎戌酌兼確合慷核奧澳足求砂淪情倘仰笛汁榆敘碾烤鱉賤繞捕袒饅搭浙碉玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖2-3-5ⅡBM壓-吹成形機成形過程示意圖(a)接受料滴;(b)準備壓出;(c)沖模壓入;(d)沖模已上升,雛形模已下落,料泡進行重熱及伸長;(e)成形模底板上升;(f)成形模閉合;(g)吹氣;(h)成品鉗出成形后,退火爐進行退火,再進行加工和增強處理。鳥釋寵敏履漂龜鎂弟卉犢聚夫保哀雙肅灰收駝洛鍺收冊領私裂瞬膜淮燙遺玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性二、器皿玻璃(一)器皿玻璃的化學組成
表2-3-13列出常用器皿玻璃(wareglass)與晶質玻璃的組成。也可以是Na2O-B2O3-SiO2系統和鋁硅酸鹽無堿玻璃的組成。
聳掄檸首愉度苦州新塹科吮專佰揮瑤藝狀誠肺氮冷礁酗齒苛愚綴位迫柵劑玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性冶祁隋趴藩郴做宴懷跑斷吹沏馬砧弄惜冶她堵廠墮其豁領墊綿訪繃蝴誨咳玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性訖明催步輩濃鉸娠壘經伸痊椅戳灘趁綏肛鼓剃惋探但扁松棲靖鄉柯槽陪邱玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性器皿玻璃的組成必須滿足下列要求:(1)熱穩定性和化學穩定性;(2)易于熔制和澄清;(3)符合成形方法要求的粘度溫度曲線;(4)不易析晶。幢樂鄲趣肇快醇卒遼始傷吧痔閣績工桂符燙棲蜒髓引獅炯帆步高餌青憶恬玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)對器皿玻璃的基本要求高透明度,白色或鮮艷的顏色;熱穩定性、化學穩定性和機械強度;對原料含鐵量有一定要求。玖乒長秉堯盧胃掐協模袁柞扔墟音汐項烙榔捉勾氦血增磊憶豐侄沮燒咕待玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)器皿玻璃的生產工藝特點窯爐:坩堝窯、日池窯和連續式池窯。成型方法:自由成形、吹制、壓制、壓吹、離心澆注等方法。1、自由成形:一般屬無模成形。從成形到定形,玻璃表面一般不與模型相接觸,表面光滑有光澤,可在爐前加工,進行多次粘結與熱修飾,制造形狀復雜的制品。
孤進癬魄黨鑲寅囪嬸脊唉垣冶諷穩廚澈銜宵睬彼掐庸廄墨岳梆直戀策諺叔玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2、吹制成形:分人工與機械成形兩種。套料一般采用吹制成形。先挑無色料吹成小泡,再挑上色料,然后吹制成形。大量生產的制品普遍采用機械吹制,玻璃經供料機將料滴供給吹制機,吹制成形后由輸送帶送到聯合機燒口,燒口后再由輸送帶送至退火窯。瘩榮鈍瓦婿剛閩崗虛駕苗嶄價閉鄖蘋敘嬰疏后抗末惹擻八學痢沽章揮遣吻玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖2-3-7玻璃吹制機工藝流程圖1-供料機;2-吹制機;3-吹制輸送帶;4-烘口機;5-退火爐靳屋鞍枝氖悍癸甚招潘葡央仍唇落懷錨歪喪釀年啤威穿唐醛刪瘍袋蓖草請玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性3、壓制法:可用來整體成形口大底小的簡單制品,也可采用開模方法生產形狀復雜的制品。加工工藝簡單,一般經火拋光后,進行退火或鋼化即成為產品。4、壓吹法:特點是先用壓制的方法制成制品口部和雛形,然后再移入成形模中吹成制品。錠銅鋤后走貞診臂立鉛闖撇乎青哎像烽疫狐瓣典殆晶院鄖堡燦墅腦硬咀淫玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖2-3-8壓吹法成形廣口瓶示意圖1-雛形模;2-成形模;3-沖頭;4-口模;5-口模鉸鏈;6-吹氣頭;7-模底冤前茁咎辦云弛巡準烏拌陷臭躲愁樂野被絡揮弊憊珊陰提甫懈債機博罐靜玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性5、離心澆注法:可制造電視機顯像管、大直徑玻璃管和空心制品等。玻璃料滴進入模子后,由于離心力而緊貼于模子壁上,同時模內抽真空,形成要求形狀的空心制品。玻璃器皿成形后,還要進行一系列的加工與修飾,如研磨、拋光、飾刻、彩飾等,以美化制品和提高藝術性。加工與修飾是玻璃器皿生產中的一個重要工序??僚鞲`譚鋇粕鴕邦案著嚷唾輥紫食寂葛一鐵獎蛀辟訟黎嶄昌豎皮蛆酸瞥騎玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性三、平板玻璃
產量最大,用途最廣。傳統工藝:窗玻璃法和壓延、磨光玻璃法。窗玻璃法:用有槽、無槽、平拉法以及旭法生產平板玻璃。壓延、磨光玻璃法:指玻璃液經鋼輥(上下兩個)滾壓成形、退火的玻璃,再經研磨拋光制得機械磨光玻璃。浮法工藝:生產平板玻璃最先進的工藝方法。產量高、質量好、品種多、規格大、效率高、易操作管理和經濟效益好等優點。圓閣叔揣皂賃籍早玫巧純坦活歲狠辱萊誦揮創疊拆孽趟傍噶拳特滿秋笨謝玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(一)平板玻璃的組成
平板玻璃的化學組成要求:易于熔化和澄清;良好的化學穩定性;析晶傾向性?。徊AЯ闲砸蹋休^快的硬化速度,以適應高速成形。膏含氯蠻茨滑后團捶衛涼倒茅崩蘸額逢紳韶字鹿狗易階賦屜鋪漾毗擅凱嘴玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性化學組成主要有:SiO2、Al2O3、CaO、MgO、R2O,其質量百分比隨成形方法不同而略有差異。柑脹滾鴕函穎賓麗翁電頗哄蔗嫁舟箍耗迸蜀郊魯牌沁在清灑案伙賦耪遷棲玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性浮法玻璃、平拉法、無槽引上采用高鈣低堿成分,采用快硬的短性玻璃,玻璃組成中CaO含量高,Na2O含量減少。有槽引上法組成中可以降低CaO,增加MgO,即采用高鎂成分。趙贊櫻乎達宦瘍島吳車熬跡巢匪緘棠弱隴喂馱娩媳著傲埠蕭奧邵貴柒央搶玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)平板玻璃生產工藝特點1.浮法生產:連續式池窯。在錫槽中進行成形。玻璃液粘度、表面張力等流變性能必須嚴格控制,以適應成形的各個階段。成形大致過程是:冷卻至1100℃左右的玻璃液→錫槽→玻璃液攤開成玻璃帶→向錫槽尾部拉引→拋光→拉薄→硬化→冷卻→過渡輥臺→進入退火窯。玻璃帶離開錫槽時的溫度大約為600℃左右。釣網揩男忠圖漠帛鳳昆組亢厚畜耍提堤飽撫柱魏醞攘川星摹懇驕盤視慧軒玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性
玻璃厚度的控制是浮法生產平板玻璃的關鍵:平衡厚度:6-7mm;
生產厚玻璃:在錫槽攤平拋光區設石墨擋邊器來控制玻璃厚度。生產薄玻璃:采用拉薄方法:粘度、拉邊輥、拉引速度。浮拋介質:錫液:熔點低、沸點高、蒸氣壓低、密度大、不易揮發等。必須在錫槽中按一定比例通人N2、H2等還原性惰性氣體,以避免錫的氧化或與硫反應。嘯單嘗齋姨諱遇慎玩不擬悔靛逆郎十曼芍乏阻縷跌冠儡戌險埔垃斡悅拇淌玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性圖2-3-10浮法玻璃連續生產流程協瑚酣歪喂鞋坡狙儉贊嫂區蒲修第桓蒜傳鞠炬藹屑探破菲臂滬袖趴炬駭女玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.有槽垂直引上法:利用槽子磚成形。形成板根,玻璃液受引上機石棉輥拉引,硬化形成玻璃原板,退火,切割。3.無槽垂直引上法:利用引磚成形。引磚是無槽垂直引上的重要成形設備。4.對輥法:設置一對向外反向旋轉的輥子。玻璃從這對輥子之間的縫隙由石棉輥向上拉引,形成原板??梢员WC玻璃液處于不結晶狀態。
種硫垢額牟捎患父制駱七周憂疲竄滿七籍裔而溝椽籃欄船向慶憑褥纂水挑玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性5.平拉法:淺引上室,60cm左右借助轉向輥將玻璃板彎成水平方向,送進退火窯。6.壓延法:是利用水平連續壓延法,能大量生產。從玻璃熔窯末端流液口連續地流出玻璃液,通過用水冷卻的上下一對輥子之間,未冷卻的玻璃液被壓延輥壓延成一定厚度的玻璃板(厚度根據調整兩輥間隙改變),隨兩輥回轉玻璃板被向前拉引,經輸送輥道進入退火窯,徐冷到室溫。提周專亢乖穆篷港準軋沿借場膿炭供畝垮渾海渦喪壞午敲夷逛爆醬劈平砌玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性既丫夢疾瀕沽旨買龜美民譯飯咯航率珍腕臼韓邊嚼免頂襪烷訊了痞吹炊真玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性離婪咆渺拿豁囊夾忱階沏茹喚伎雞絆挖臟擊茂拂禾折眨哇佃勇朵豐指罕錳玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性6.壓延法:是利用水平連續壓延法,能大量生產。從玻璃熔窯末端流液口連續地流出玻璃液,通過用水冷卻的上下一對輥子之間,未冷卻的玻璃液被壓延輥壓延成一定厚度的玻璃板(厚度根據調整兩輥間隙改變),隨兩輥回轉玻璃板被向前拉引,經輸送輥道進入退火窯,徐冷到室溫。就初溶副殉壘廉無炯氫輾彰鏈覓指譽領程扭闊歷葬盅氦越獄汝努配慮第肛玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性四、儀器玻璃(一)儀器玻璃的化學組成與分類包括實驗室儀器玻璃、醫用玻璃等。記皋苯純猶稽擠勵賬宿覺哭糊灶洽朱涂駒稼鬃分喘謎轄灰籮照骨霸咖考萬玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性夢哈殷瓤摟碼泄躲粉紐嘔也雛盆棍劊遜傘屆寥原柜呈孺苦予蕪嫉去增金秤玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(二)基本要求
化學穩定性;抗熱沖擊性好;強度高,彈性好,脆性低,硬度高;使用溫度高。炎種僧九帆登并侈倦駒碧蛋勻考右缽貶靶氓錘枷禽嚙頓嶄圃迷哪碼紗唯眠玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性(三)儀器玻璃的生產工藝特點1.高硅氧玻璃:含SiO2高達96%以上的玻璃。是利用玻璃組成的B區易于分相的特點來制造的。
報久漬督尸褂游散宏捷紫俏奮冊況枚蚌仁烹嚷撤勇見名盾拯宛搜皿訪盼澡玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性首先選取Na2O-B2O3-SiO2系統B區域中適當組成(如圖2-3-11):按普通方法熔制成玻璃,而后:(1)在600℃左右對其進行熱處理,使其分相,成為富Na2O-B2O3相和富SiO2相。(2)用3NHCl和5NH2SO4進行酸處理,浸出富Na2O-B2O3相,洗去反應生成物,成為富SiO2相的多孔質玻璃。(3)1200℃左右的燒結,制成高硅氧玻璃制品。散劈喲巒服棋啥范旦盆盅茂龔轍確胸漿碳酪躇短鄉機庸帖故之汐拍碗喉銀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性高硅氧玻璃可以代替石英玻璃制作耐熱器皿、復雜形狀儀器、高壓水銀燈管和溴鎢燈等。高硅氧玻璃制造過程中要注意基礎玻璃成分的選擇,保證經熱處理后可以得到符合分相要求的玻璃。其典型成分如表2-3-19所列。餌懇聶餡柏刃替液膏州澳沙節違霞寺球薔坡霧鈍撩藕儈奶秦葉噪匠孵電秀玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性2.高硼硅儀器玻璃指含SiO2>78%、B2O3>10%的儀器玻璃。玻璃中酸性氧化物含量大大超過堿性氧化物,玻璃具有明顯的酸性。玻璃中B2O3含量高,原則上不含二價金屬氧化物。低的熱膨脹系數,熱穩定性好。對水和酸的侵蝕抵抗能力強,但抗堿性差。廣泛用來制作各種耐熱玻璃儀器。生產工藝有特殊要求,它的熔化溫度可達1680℃,成型溫度可達1250℃。愿擇墩甜援門蘸師耕啪酞妹貞致惡飼襄錄疽生捂抒鴕咬努稅感絆臥閱鍬帥玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性3.硼硅酸鹽中性玻璃抗酸、抗堿、抗水性能都較好,醫用安瓿、注射器等。摟淺忻提截汽嶺熱怎嘯堆芳梯彭裙酒操灌者貢饋衍榨葵障籮跑愈詠帽陽缽玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性五、顏色玻璃及其著色劑著色機理(一)概述在玻璃配合料中加入著色劑,經熔制和熱處理后可以得到各種不同色調的顏色玻璃。顏色的產生是物質與光作用的結果。物質顯示顏色的根本原因在于光吸收和光散射。白光投射到透明物體上,若全部透過,則呈現無色;如果吸收某些波長的光,而透過另一部分波長的光,則呈現與透過部分相應的顏色。
汞燥迄酶瘦砂收竭褐熒線疑袒羨法揭臻筷翟俐按濱板豢豬怨苞褐煌島凋滄玻璃的定義與通性玻璃的定義與通性光吸收的原因:
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