玻璃工艺学重点内容
玻璃工艺学

1、名词解释:澄清剂、物理脱色、化学脱色、乳浊剂、玻璃主要原料、玻璃辅助原料2、石英砂颗粒度和颗粒组成对玻璃生产有何影响?3、何谓澄清剂?常用的澄清剂有哪些,澄清机理如何?4、引入SiO2 、Al2O3、CaO、MgO 、Na2O常用的原料都有哪些?1. 澄清剂:向玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时自身能汽化或分解放出气体,以促进排除玻璃中的气泡的物质,称为澄清剂。
. 乳浊剂:使玻璃产生不透明的乳白色的物质,称为乳浊剂. 玻璃的主要原料:是指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料。
玻璃的辅助原料:是指使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制。
2. 石英砂颗粒度与颗粒组成对玻璃产生有何影响?答:颗粒粒度适中,颗粒大石会使融化困难,并常常产生结石、条纹等缺陷。
实践证明:硅砂的融化时间与其粒径成正比。
粒径粗融化时间长,粒度细时间越短,但过细的硅砂容易飞扬、结块,使配合料不易混合均匀,同时过细的硅砂常含有较多的黏土,而且由于其比表面积大,附着的有害杂质也较多。
细砂在熔制时虽然玻璃的形成阶段可以较快,但在澄清阶段却多费很多时间。
细级别含量高,其面积能增大,表面吸附和凝聚效应增大,发生成团现象。
另外,细级别越多,在贮存、运输过程中振动和成锥作用的影响,与粗级别间产生强烈的离析。
这种离析的结果,使得进入熔窑的原料化学成分处于极不稳定状态。
3. 澄清剂:向玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时自身能汽化或分解放出气体,以促进排除玻璃中的气泡的物质,称为澄清剂。
答:化学澄清机理是化学澄清剂应在较高温度下形成高分解压(蒸发压)即在熔化的配合料排气过程基本结束而熔体的黏度足够低时,即可使气泡足够大是的速度上升。
物理澄清的机理要根据所采用的方法不同而机理也不同:①降低的方法,人们根据需要与可能总要设法将温度升高,既可以加大澄清气体的分压,使气泡长大;又可以降低熔体飞黏度以使气泡上升,使气泡能快速的从玻璃中逸出,总之是达到气泡快速离开玻璃的目的。
玻璃工艺学课件

玻璃工艺学课件玻璃工艺学课件玻璃工艺学是一门研究玻璃制造和加工技术的学科,它涵盖了从原材料选择到成品制作的各个环节。
在这门课程中,学生将学习到关于玻璃的物理性质、化学组成以及各种加工技术等知识。
本文将介绍一些关于玻璃工艺学的重要内容。
1. 玻璃的基本知识玻璃是一种非晶态的无机物质,由硅酸盐和其他氧化物组成。
它的主要成分是二氧化硅(SiO2),但也可以添加其他元素来改变其性质。
玻璃的制造过程通常包括原料的配比、熔化、成型和退火等步骤。
了解玻璃的基本知识对于理解其加工技术至关重要。
2. 玻璃的成型技术玻璃的成型技术是玻璃工艺学中的重要内容之一。
常见的成型技术包括吹制、拉伸、压制和注塑等。
吹制是一种常用的玻璃成型技术,通过将玻璃坯料加热至可塑状态后,利用吹气的方式将其吹制成所需的形状。
拉伸是一种将玻璃坯料拉伸成细丝或薄片的技术,常用于光纤制造。
压制是一种利用模具将玻璃坯料压制成所需形状的技术,常用于制作玻璃容器。
注塑是一种将熔融的玻璃注入模具中成型的技术,常用于制作复杂形状的玻璃制品。
3. 玻璃的装饰技术玻璃装饰技术是玻璃工艺学中的另一个重要内容。
玻璃装饰可以通过各种方式实现,如烧花、烤彩、贴花、雕刻等。
烧花是一种将花纹或图案烧制在玻璃表面的技术,常用于制作玻璃器皿。
烤彩是一种将彩色颜料烤制在玻璃表面的技术,常用于制作彩色玻璃窗。
贴花是一种将花纹或图案贴在玻璃表面的技术,常用于制作玻璃饰品。
雕刻是一种利用工具将玻璃表面进行雕刻的技术,常用于制作玻璃雕塑。
4. 玻璃的热处理技术热处理是玻璃工艺学中的重要分支之一。
热处理可以改变玻璃的物理性质,如增加其强度和耐热性。
常见的热处理技术包括钢化、淬火和退火等。
钢化是一种将玻璃加热至高温后迅速冷却的技术,使其表面形成压应力,提高其强度和耐冲击性。
淬火是一种将玻璃加热至高温后迅速冷却的技术,使其整体形成压应力,提高其耐热性。
退火是一种将玻璃加热至适当温度后缓慢冷却的技术,以消除内部应力和改善玻璃的物理性质。
玻璃工艺学考试重点

1、玻璃态物质具有以下五个特性:1. 各向同性2. 无固定熔点3. 亚稳性4. 变化的可逆性5. 可变性2、论述硼酸盐和硅酸盐玻璃结构的桥氧对其结构和性能的影响。
从一系列硼酸盐和硅酸盐玻璃结构,可以看出,桥氧在结构中起着重要的作用。
一般桥氧愈多,结构愈强固,许多物理性能向好的方面转变。
反之,桥氧愈少,结构和性能就愈不好。
3、逆性玻璃。
如果玻璃中同时存在两种以上金属离子,而且它们的大小和所带的电荷也不相同时,也能制成玻璃。
用y代表每个多面体的桥氧平均数,当y<2也能制成玻璃,而且某些性能随金属离子数的增大而变好。
一般把这种玻璃称为逆性玻璃。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
4、论述玻璃的逆性第一,在结构上它与通常玻璃是逆性的。
一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体,金属离子处于网络的空穴中,它仅起补助性作用。
逆性玻璃恰恰相反,多面体的短链反而为大量的金属离子所包围。
如果金属离子比作“海洋”,那末,多面体就是“海洋”中的岛屿。
因此,决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连结,而是金属离子与多面体短链中的氧离子之间的结合。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
第二,逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
一般玻璃的性质是随着Si02的减少(即Y值减少)而降低。
而逆性玻璃则相反,碱金属和碱土金属含量愈多(即Y值愈小),结构愈强固,而某5、晶子学说认为玻璃是由无数“晶子”所组成。
晶子是具有晶格变形的有序排列区域,分散在无定形介质中,从“晶子”部分到无定形部分是逐步过渡的,两者之间并无明显界线。
6、无规则网络学说认为像石英晶体一样,熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体,玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成,但其排列是无序的,缺乏对称性和周期性的重复,故不同于晶态石英结构。
当熔融石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时,硅氧网络断裂,碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中,以维持网络中局部的电中性。
玻璃工艺学第五章

OH- OH- OH- OHOH- OH- OH- OHOH-
OH-
OH-
OH-
2.如果Na2O、CaO等碱性氧化物含量较少,这些薄层形成后就 不再发展;如果碱性氧化物含量较多,被吸附的水膜就变成了氢 氧化物的溶液,并进一步吸收水分,使玻璃表面受到破坏。
水气的侵蚀机理:
实践证明,对于玻璃来讲,水气比溶液对其侵蚀更大。 水溶液对玻璃的侵蚀是由于玻璃中的Na+与溶液中H+的交换, 当表面层中Na+逐渐减少后,使侵蚀变得缓慢,最后趋于停止。 但是,水气是以微粒水滴粘附在玻璃表面的。释放出的碱没 有被移走,而是在不断积累。随着侵蚀的进行,碱浓度越来越 大,使PH值上升,最后类似于碱,从而大大加速对玻璃的侵 蚀。 因此,水气对玻璃的侵蚀,先是以离子交换为主的释碱过程, 后来逐步过渡到以破坏网络结构为主的溶蚀过程。
2.过滤膜。
通常采用火山灰制备的CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系统制 备微孔玻璃膜,该体系孔径单一并且孔径大小易于控 制。机械强度高、耐热性好,化学稳定性高。
2.3表面状态的影响
介质对玻璃的侵蚀首先从玻璃表面开始。 通常可以用表面处理的方法改变玻璃的表面状态, 达到提高化学稳定性的目的。方法主要有两大类: 一.从玻璃表面移除对侵蚀介质具有亲和力的成分, 如碱金属氧化物。通常采用酸性气体、水和酸性溶液 等来进行处理,使玻璃表面生成一定厚度的高硅氧膜, 以提高化学稳定性。
2.2热处理的影响
在退火处理的过程中,玻璃当中的碱性氧化物要转 移到表面。
当酸性气体(比如SO2)存在的条件下,部分碱性氧 化物会被酸性气体中和,而形成“白霜”(主要为硫 酸钠),通常称为“硫霜化”。这部分白霜可以阻止 碱性氧化物的继续逸出,并且容易被除掉,因此提高 了玻璃的化学稳定性。
玻璃工艺重点内容

12.23玻璃工艺重点内容1、玻璃淬火处理根据原理的不同可以分为哪两种(急冷淬火和慢冷淬火)。
2、玻璃制品的退火过程一般分为哪几个阶段(加热、保温、慢冷、快冷)。
3、熔制过程中火焰和配合料、玻璃液间主要以什么方式传热(火焰辐射和对流加热)。
4、玻璃配合料中引入碎玻璃的目的是什么,一般加入量是多少:目的:①回收重熔碎玻璃可以变废为宝、保护环境;②从工艺上看,合理引入碎玻璃会加速熔制过程,降低玻璃的熔制的热耗,从而降低生产成本,增加产量。
用量:一般25-30%(最大可达70-100%)。
5、玻璃组成中形成体组分含量越高,对玻璃的透紫外能力、导电能力、机械强度、玻璃熔体粘度有什么影响(透紫外→越好,导电→下降,机械强度→增加,玻璃熔体粘度→增大)。
6、玻璃配合料中加入纯碱的目的是什么,纯碱加入量越大对玻璃熔制温度、生产出的玻璃化学稳定性、绝缘性、热稳定性有什么影响:①目的:引入网络外体、助熔、降低粘度;②纯碱加入量越大,熔制温度↓;化学稳定性、绝缘性、热稳定性均↓变差。
7、玻璃的熔制过程包括哪几个阶段,其中哪个阶段温度最高:阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃形成阶段、玻璃液的澄清阶段、玻璃的均化阶段、玻璃的冷却阶段。
玻璃液的澄清阶段温度最高。
8、玻璃的原料主要包括哪三大类:主要原料、辅助原料、碎玻璃。
9、玻璃红外光、紫外光的吸收原理是什么:①红外原理:红外频率与玻璃中分子本征振动频率相近,引起共振而产生吸收;②紫外原理:光子激发阳离子的电子到高能级的结果。
10、玻璃配合料为什么要有一定的气体率:受热分解后所逸出的气体,对配合料和玻璃液起到搅拌作用,有利于硅酸盐形成和玻璃均化。
11、玻璃对光的折射原理:光波为电磁波,对于玻璃是一外加交变电场,通过时会引起玻璃内部质点的极化变形,离子偶极矩改变所需能量来自光波,光波能量减小,传播速度降低。
12、水、酸、碱和大气对玻璃的侵蚀机理是什么:水机理:①离子交换反应-Si-O-Na+H-OH⇒-Si-OH+NaOH;②硅羟团水化-Si-OH+1.5H2O⇒Si(OH)4③中和反应Si(OH)4+NaOH⇒[Si(OH)3O]Na+H2O另一方面,H2O也能对硅氧骨架直接起反应。
新编玻璃工艺学

新编玻璃工艺学玻璃是一种常见的材料,广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
随着科技的进步和工艺的创新,玻璃工艺也在不断发展和改进。
新编玻璃工艺学是对传统玻璃工艺的创新和完善,以提高玻璃的性能和应用领域为目标。
一、玻璃工艺的发展历程玻璃作为一种材料,已经有几千年的历史。
最早的玻璃制作可以追溯到古埃及和古罗马时期。
古代人们主要采用口吹玻璃的方式制作玻璃器皿。
随着时间的推移,玻璃工艺逐渐发展,出现了玻璃吹制、玻璃铸造、玻璃浇铸等不同的工艺方法。
二、新编玻璃工艺的创新点1. 玻璃强化技术:通过对玻璃进行化学或物理处理,增强其强度和耐磨性。
这使得玻璃可以承载更大的压力和重量,广泛应用于建筑和汽车行业。
2. 玻璃着色技术:通过在玻璃中添加特定的金属氧化物,使其具有不同的颜色。
这种技术使得玻璃可以用于装饰和建筑设计中,增加了其美观性和艺术性。
3. 玻璃涂层技术:通过在玻璃表面涂覆一层特殊的物质,改变其表面性能。
这种技术可以使玻璃具有防水、防尘、防紫外线等功能,提高了其耐久性和使用寿命。
4. 玻璃熔融技术:通过将玻璃加热至高温并控制其冷却过程,使其形成不同的形状和纹理。
这种技术可以用于制作玻璃艺术品和装饰品,增加了其艺术价值和观赏性。
5. 玻璃印刷技术:通过在玻璃表面印刷图案、文字或图像,使其具有更多的应用场景。
这种技术可以用于制作广告牌、标识牌和装饰玻璃等,提高了玻璃的实用性和市场价值。
三、新编玻璃工艺的应用领域1. 建筑行业:新编玻璃工艺使得玻璃可以被广泛应用于建筑领域。
例如,强化玻璃可以用于制作高层建筑的幕墙和窗户,增加其安全性和抗风压能力。
着色玻璃可以用于建筑外墙的装饰,提高建筑的美观性。
2. 家居装饰:新编玻璃工艺为家居装饰提供了更多的选择。
例如,涂层玻璃可以用于制作厨房的防油墙面和洗手间的防水墙面,增加了家居的实用性和耐用性。
熔融玻璃可以用于制作吊灯、花瓶和艺术品等,增添了家居的艺术氛围。
3. 汽车行业:新编玻璃工艺在汽车行业有着广泛的应用。
玻璃工艺学第一章玻璃的物理化学特性

④离子半径大而电荷小的的氧化物可使硅氧集
团断裂出现,负离子团变小;
⑤硅酸盐熔体中的分相现象是普遍的
3)玻璃结构与熔体结构的关系
①继承性
②结构对应性
Ⅱ熔体结构
熔体冷却时,分子、原子动能减小,聚合形成大 阴离子,熔体粘度增大。 熔体中阴离子基团是低聚合→难于形成玻璃 熔体中阴离子基团是高聚合→易于形成玻璃
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
实验证据: 成分递变的钠硅双组分玻璃的X射线散
射强度曲线 结晶氧化硅和玻璃态氧化硅在3~26m
的波长范围内的红外反射光谱 钠硅双组分玻璃系统的原始玻璃态和析
晶态的红外反射和吸收光谱
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
成功之处:玻璃的结构特征是微均 匀性以及近程有序
未解决的问题:晶子的大小、含量 和化学组成等未得到理论确定
结束
要掌握的玻璃结构
硅酸盐玻璃:石英玻璃、R2O-SiO2 系统玻璃和R2O- RO- SiO2系统玻 璃 硼酸盐玻璃:B2O3玻璃、碱硼酸盐 玻璃和钠硼硅玻璃 磷酸盐玻璃: P2O5玻璃
结束
1.1.4玻璃结构中阳离子的分类与作用 1)玻璃结构中阳离子的分类
玻璃结构中阳离子的分类是依据元 素与氧结合的单键能的大小和能否 生成玻璃,将氧化物分为:网络生 成体氧化物、网络外体氧化物、中 间体氧化物。相应的阳离子分别称 为网络生成离子、网络外离子、中 间离子。
结束
1.2玻璃的形成方法和生成规律
1.2.1玻璃的形成方法
熔体冷却法 液相析出法 气相凝聚法
晶体能量泵入法
结束
1.2.2玻璃的生成规律
1 热力学条件(玻璃的生成的热力学理论)
玻璃的能量 G=H – TS
玻璃工艺学1

玻璃工艺学一、玻璃种类按成份分:石英玻璃、钠硅玻璃(泡花碱)、钠钙硅玻璃(窗、瓶罐、器皿、玻璃纤维)、钠铝硅玻璃(微晶玻璃、乳白玻璃)、铅晶玻璃、水晶玻璃、钙铝硅玻璃(用于微波炉的耐热、高压锅上的玻璃)、硼酸盐玻璃(电子馆、钠光灯及化学试管)、有色玻璃等;按用途分:瓶罐、器皿、容器玻璃、建筑玻璃(窗、玻璃砖)、光学玻璃、滤片玻璃(镜头、反射镜)、玻璃纤维、泡沫玻璃等;二、玻璃的定义玻璃是一种透明或半透明的无定形物质,主要成分一般为硅酸盐,因而把玻璃理解为“熔体因受冷却,粘度逐渐增大而形成的非晶态固体物质”。
我厂玻璃是由SiO2、Al2O3、CaO、Na2O组成,主要是呈硅酸钙、硅酸镁及其复盐状态,基本结构是不规则的网络结构。
三、玻璃的物理性1、玻璃液的粘度粘度是玻璃的一个重要物理性质,它对玻璃的生产工艺有密切的关系,不同的成形方法要求不同的粘度和料性,同时粘度对制品的退火应力的消除也有主要影响,高粘度的玻璃要具有较高的退火温度。
在工艺上,把在相同温度差时粘度变化范围短的叫长性玻璃。
粘度变化较大,冷却较快的叫短性玻璃(料性短)。
添加SiO2、Al2O3、ZrO3等氧化物将增加玻璃熔体的粘度,单价离子降低粘度效应依次是Li2O>Na2O>K2O,二价离子降低粘度效应依次是Ba2+>Ca2+>Mg2+,CaO、ZnO在低温时增加粘度,在高温时降低粘度。
2、玻璃的表面张力即表面有收缩的趋势,这说明玻璃液表面分子间存着作用力,即表面张力。
在玻璃成形中,吹制法就是依靠表面张力成形的,同时如爆口、火抛光、烘口也是借表面的张力使粗糙的表面光滑,但并非表面张力越大越好。
如太大,则不利于玻璃液的均化,不利于大气泡的排除(即澄清)。
Al2O3、CaO、MgO等增加表面张力;K2O、SiO2、B2O3、PbO降低表面张力;增加温度降低表面张力。
3、玻璃的密度一般玻璃的密度是2.5克/厘米3左右,随着温度的升高,玻璃的密度随之下降,一般钢化玻璃的的密度比正常退火玻璃的密度低。
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玻璃的定义:结构上完全表现为长程无序的、性能上具有玻璃转变特性的非晶态固体。
玻璃的通性:各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性、性质变化的可逆性晶子学说:玻璃是由无数“晶子”所组成的,晶子是具有晶格变形的有序排列区域,分散在无定形介质中,从“晶子”部分到无定形部分是逐步过渡的,二者之间并无明显界线。
无规则网络学说:玻璃的近程有序与晶体相似,即形成阴离子多面体,多面体顶角相连形成三维空间连续的网络,但其排列似拓扑无序的。
玻璃结构和熔体结构的关系:⑴玻璃结构除了与成分有关以外,在很大程度上与熔体形成条件、玻璃的熔融态向玻璃态转变的过程有关。
(玻璃的结构不是一成不变的)⑵玻璃似过冷的液体,玻璃的结构是熔体结构的继续。
(继承性)⑶玻璃冷却至室温时,它保持着与该温度范围内某一温度相应的平衡结构状态和性能。
(对应性)单元系统玻璃的结构主要有:石英玻璃结构、氧化硼玻璃结构、五氧化二磷玻璃结构。
硼氧反常现象:当氧化硼与玻璃修饰体氧化物之比达到一定值时,在某些性质变化曲线上出现极值或折点的现象。
根据无规则网络学说的观点,一般按元素与氧的单键能的大小和能否生成玻璃,将氧化物分为:网络生成体氧化物、网络外体氧化物和中间体氧化物。
混合碱效应:二元碱硅玻璃中,碱金属氧化物总含量不变,用另一种逐渐取代一种时,玻璃的性质出现极值。
T f:玻璃膨胀软化温度T g:玻璃转变温度玻璃的形成方法:熔体冷却法和非熔融法三元玻璃形成区:①由于新的共熔区的形成,三元系统形成区中部出现突出部分。
②含有两种网络形成体(F)的三元系统,突出位置受到共熔点位置的影响,即突向低熔点的一侧。
③三元系统只有一种网络形成体(F)时,突出部分偏向低熔点氧化物的一侧。
④网络中间体(I)可使网络修饰体(M)较多的区域重新形成玻璃,在有I的三元系统中,形成区突向偏M的一侧,呈半圆形。
⑤F-M、F-I等不能形成玻璃的二元系统加入新的氧化物,由于新的共熔物形成,可以在其中间部位形成较小的不稳定的玻璃形成区。
玻璃的分相:玻璃在高温下为均匀得熔体,在冷却过程中或在一定温度下热处理时,由于内部质点迁移,某些组分发生偏聚,从而形成化学组成不同得两个相,此过程称为分相玻璃分相的原因:一般认为氧化物熔体的液相分离是由于阳离子对氧离子的争夺所引起的。
当网络外体的离子势较大、含量较多时,由于系统自由能较大而不能形成稳定均匀的玻璃,它们就会自发的从硅氧网络中分离出来,自成一个体系,产生液相分离。
分相对玻璃析晶的影响:①为成核提供界面:玻璃的分相增加了相间的界面,成核总是优先产生于相的界面上。
②分散相具有高的原子迁移率:分相导致两液相中的一相具有较母相明显大的原子迁移率,这种高的迁移率能够促进均匀形核。
③使成核剂组分富集于一相:分相使加入的成核剂组分富集于两相中的一相,因而起晶核作用。
微晶玻璃:是用适当组成的玻璃控制析晶或者诱导析晶而成,它含有大量(95%~98%)细小的(在1μm以下)晶体和少量残余玻璃相。
影响玻璃黏度的因素⑴玻璃的黏度随温度的升高连续变化,温度越高粘度越低。
⑵玻璃的结构对黏度影响分两个方面:玻璃网络结构越稳定,玻璃的黏度越大;玻璃中碱金属离子或者碱土金属离子使玻璃网络聚合,玻璃的黏度越大。
⑶玻璃组成对黏度的影响主要为:①玻璃中氧化物的性质与数量:倾向于形成更大的阴离子基团的氧化物,使玻璃黏度增大;碱性氧化物使玻璃形成的网络解离,玻璃的黏度降低;②氧-硅比:氧硅比越大,硅氧四面体群解离,玻璃黏度降低③其它条件相同的前提下,黏度随阳离子与氧的键强增大而增大。
④结构对称性:结构对称性越好,玻璃的黏度越大。
⑤配位数:加入配位数相同阳离子的情况下,R-O键强越大,黏度越大;在电荷相同的条件下,加入配位数越多的阳离子,玻璃的黏度越大。
为什么玻璃实际强度比理论值低?玻璃材料由于在其表面和内部存在着不同的杂质、缺陷或微不均匀区,在这些区域引起应力的集中导致微裂纹的产生。
影响玻璃强度的主要因素有哪些?⑴化学键强度:固体物质的强度主要由各质点的键强及单位体积内键的数目决定。
⑵表面微裂纹:格里菲斯认为玻璃破坏时是从表面裂纹开始,随着裂纹逐渐扩展,导致整个试样的破裂。
⑶微不均匀性:是由分相或形成离子群聚所致。
微相之间易产生裂纹,且其相互间的结合力比较薄弱。
⑷结构缺陷:宏观缺陷(结石、气泡、条纹、节瘤)等常因成分与主体玻璃成分不一致、热膨胀系数不同而造成内应力。
同时由于宏观缺陷提供了界面,从而使微观缺陷(点缺陷、局部析晶、晶界等)常常在宏观缺陷的区域集中,从而导致裂纹产生,严重影响玻璃的强度。
⑸温度:玻璃强度随温度升高而降低。
(- 273℃~200 ℃)⑹活性介质:①渗入裂纹象锲子一样使裂纹扩展;②与玻璃起化学作用破坏结构。
⑺疲劳:玻璃的疲劳是由于在加荷作用下微裂纹的加深所致。
⑻玻璃中的应力:分布不均的残余应力,使强度大大降低玻璃的热稳定性:玻璃经受剧烈温度变化而不破坏的性能成为玻璃的热稳定性。
玻璃的化学稳定性:玻璃制品在使用过程中受到水、酸、碱、盐、气体及各种化学试剂和药液的侵蚀,玻璃对这些侵蚀的抵抗能力称为玻璃的化学稳定性。
玻璃电导率与热处理的关系?①离子导电的玻璃经淬火后,其电导率较退火玻璃高;相反,电子导电的玻璃则降低。
②玻璃微晶化后能大大提高其电绝缘性能,完全析晶,其电导率能降低几个数量级。
③分相也会影响玻璃的电导率,不同的分相结构,影响不同玻璃的光学性质是指玻璃的:折射、反射、吸收和透射玻璃着色的原因是玻璃对光的:吸收和散射根据着色机理,颜色玻璃的着色可以分为:离子着色、硫硒化物着色和金属胶体着色原料的选择:⑴原料的质量必须符合要求,而且稳定。
⑵易于加工处理。
⑶成本低,能大量供应。
⑷少用过轻和对人体健康、环境有害的原料。
⑸对耐火材料的侵蚀要小。
设计玻璃组成的原则及应考虑的实际因素?⑴设计玻璃组成的原则:①根据组成、结构和性质的关系,使设计的玻璃能满足预定的性能要求。
②根据玻璃形成图和相图,使设计的组成能够形成玻璃,析晶倾向小(微晶玻璃除外)。
③根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成形、加工等工序的实际要求。
④玻璃的化学组成设计必须满足颜色、环保的要求。
⑤所设计的玻璃应当价格低廉,原料易于获得。
⑵考虑因素:①玻璃主要组成的氧化物3~4种,总量一般达到玻璃的90%在此基础上再引入其它改善玻璃性质的氧化物。
②为了使玻璃析晶倾向小,一般在共熔点或者相界线处选择组成点。
③对引入的其他氧化物及其含量,则主要考虑它们对玻璃性能的影响。
④为了使设计的玻璃组成能够付诸工艺实施,还要适当的添加辅助原料。
设计玻璃组成的步骤:①列出玻璃性能的要求。
②拟定玻璃的组成。
③试验、测试、确定组成配合料的质量要求:⑴具有正确性和稳定性⑵合理的颗粒级配⑶具有一定的水分⑷具有一定的气体率⑸必须混合均匀⑹一定的配合料氧化还原态势硅酸盐玻璃熔制过程的五个阶段:⑴硅酸盐形成阶段(固相反应,800~900℃):粉料发生物理化学反应,气体逸出,配合料变成硅酸盐和SiO2组成的不透明烧结物。
⑵玻璃形成阶段(1200~1250℃):烧结物开始融化,硅酸盐和SiO2形成透明体,此阶段没有未反应的配合料,但是玻璃成分不均匀,存在气泡和条纹。
⑶澄清(1400~1500℃):温度升高,玻璃黏度下降(10Pa.s),可见气泡进入炉气。
⑷均化(<1400 ℃):玻璃液长时间保温,内部的热运动和相互扩散使化学组分与折射率趋向一致,条纹消失。
⑸冷却(200~300℃):玻璃液符合质量要求,黏度达到成形要求102~103Pa.s配合料的加热反应:①多晶转变②盐类分解③析出结晶水和化学结合水④硅酸盐形成⑤形成复盐和低温共熔混合物⑥复盐分解和低温共熔混合物的分解反应影响玻璃熔制过程的工艺因素:⑴玻璃的组成。
⑵原料的性质及其种类的选择。
⑶配合料的影响。
⑷投料方式的影响。
⑸加速剂的影响。
⑹熔制制度的影响。
⑺玻璃液流的影响。
⑻窑炉、耐火材料的影响。
⑼熔制工艺改进的影响。
玻璃液的均化:所谓均化就是使整个玻璃液在化学成分上达到一定的均匀性。
存在于玻璃中的气体主要有三种状态:可见气泡、溶解的的气体、和化学结合的气体玻璃池窑耐火材料的选用①必须具有足够的机械强度,能够经受高温下的机械负荷。
②要有相当高的耐火度。
③在使用温度下必须有高的化学稳定性和较强的抗熔融玻璃的侵蚀能力。
④对玻璃液没有污染或污染极小。
⑤具有良好的抗热冲击能力。
⑥在作业温度下体积固定,再烧收缩和热膨胀系数应很小。
⑦式样和尺寸准确。
玻璃体的缺陷:玻璃体内由于存在着各种夹杂物,引起玻璃体均匀性的破坏,称为玻璃体的缺陷玻璃体自身的缺陷包括:气泡、结石、条纹和节瘤。
一次气泡:由配合料进入熔炉带来的气体,在玻璃澄清完结后没有完全逸出,或是由于平衡的破坏,使溶解的气体又重新析出,残留在玻璃中,形成的气泡。
二次气泡:澄清后玻璃体的气体处于平衡状态,在成形部,玻璃液所处的条件发生改变,在澄清的玻璃液中又产生的气泡。
结石:出现在玻璃体中的结晶状固体夹杂物结石分类:配合料结石、耐火材料结石、析晶结石、硫酸盐夹杂物、“黑斑”、外来污染物。
耐火材料结石产生原因:①耐火材料质量低劣:烧成温度不够、气孔率高、原料不纯、内应力大、成形压力低、缩孔过大等等。
②耐火材料选用不当:应根据熔化温度、玻璃成分、使用部位的不同而不同。
③熔化温度过高:玻璃液与耐火材料反应剧烈、流动冲刷也加剧。
④助熔剂用量过大:特别是氟化物对耐火材料腐蚀严重。
⑤易起反应的耐火材料砌在一起:硅砖和黏土砖在1400℃反应严重。
玻璃的成形是指熔融的玻璃转变为具有固定几何形状制品的过程。
玻璃的成形方法主要有:压制法、吹制法、拉延法、压延法、浇铸法、烧结法玻璃的重热:当玻璃与模型脱离后,由于内外层温差大,内部的热量向表面层进行激烈的热传递,这时表面层对空气的传热比较慢,使玻璃表面又重新加热,这种现象成为“重热”。
玻璃成型需要确定的工艺参数:成型温度范围、各个操作工序的持续时间、冷却介质、模型温度简述人工吹制玻璃杯的过程:⑴挑料:挑料前应当将吹管加热至适当温度以便于粘住玻璃液,然后把吹管插在玻璃液面以下少许,在吹管不断转动下于挑料端卷上一定量的玻璃液,然后取出吹管进行吹小泡的操作。
⑵吹小泡:将上述挑料管取出炉后,在金属或者木质平板或滚料碗中滚压玻璃液,借助吹气使小泡吹成球形或胀大,使壁变薄;旋转吹管是为了使小泡壁厚对称,垂直向上放置是为了使小泡底部变薄,摆动吹管是为了是小泡变长等,最后使小泡接近模腔的70%~80%,此时的小泡也称为料泡。
⑶吹制:将料泡放到衬碳模中,吹气使料泡胀大成为制品,在旋转下直至吹成的制品冷却硬化不致变形时取出模外,然后击脱吹管进行修饰。
⑷加工:在坩埚或者烧口炉上重新加热制品,用剪刀剪齐口部,在转动下,用夹子或样模制品口部圆滑,最后将制品送去退火。