第五章玻璃成型
玻璃工艺学复习资料
玻璃⼯艺学复习资料第⼀章玻璃的定义与结构1、解释转变温度、桥氧、硼反常现象和混合碱效应。
转变温度：使⾮晶态材料发⽣明显结构变化，导致热膨胀系数、⽐热容等性质发⽣突变的温度范围。
⾮桥氧：仅与⼀个成⽹离⼦相键连，⽽不被两个成⽹多⾯体所共的氧离⼦则为⾮桥氧。
桥氧：玻璃⽹络中作为两个成⽹多⾯体所共有顶⾓的氧离⼦，即起“桥梁”作⽤的氧离⼦。
硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加⼊氧化硼时，往往在性质变化曲线中产⽣极⼤值和极⼩值，这现象也称为硼反常性。
混合碱效应：在⼆元碱玻璃中，当玻璃中碱⾦属氧化物的总含量不变，⽤⼀种碱⾦属氧化物逐步取代另⼀种时，玻璃的性质不是呈直线变化，⽽是出现明显的极值。
这⼀效应叫做混合碱效应。
2、玻璃的通性有哪些？各向同性；⽆固定熔点；介稳性；渐变性和可逆性；①.各向同性玻璃态物质的质点总的来说都是⽆规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何⽅向都是相同的。
这⼀点与液体类似，液体内部质点排列也是⽆序的，不会在某⼀⽅向上发现与其它⽅向不同的性质。
从这个⾓度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。
②.⽆固定熔点玻璃态物质由熔体转变成固体是在⼀定温度区域（软化温度范围）内进⾏的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历⼏百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。
③.介稳性玻璃态物质⼀般是由熔融体过冷⽽得到。
在冷却过程中粘度过急剧增⼤，质点来不及作有规则排列⽽形成晶体，因⽽系统内能尚未处于最低值⽽⽐相应的结晶态物质含有较⾼的能量。
还有⾃发放热转化为内能较低的晶体的倾向。
④.性质变化的渐变性和可逆性玻璃态物质从熔融状态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质变化是连续的和可逆的，其中有⼀段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。
3、分别阐述玻璃结构的晶⼦学说和⽆规则⽹络学说内容。
答：（1）玻璃的晶⼦学说揭⽰了玻璃中存在有规则排列区域，即有⼀定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶⼦学说机械地把这些有序区域当作微⼩晶体，并未指出相互之间的联系，因⽽对玻璃结构的理解是初级和不完善的。
玻璃生产工艺的课程设计
玻璃生产工艺的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解玻璃的基本成分、性质和分类。
2. 学生能够掌握玻璃生产的主要工艺流程，包括配料、熔融、成型、退火等环节。
3. 学生能够了解我国玻璃工业的发展现状及趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析玻璃生产过程中可能出现的问题及解决办法。
2. 学生能够设计简单的玻璃生产工艺流程，并对其进行优化。
3. 学生能够运用信息检索、数据分析等方法，对玻璃生产相关领域进行初步研究。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对玻璃工艺的热爱，激发对传统工艺的尊重和保护意识。
2. 学生能够认识到玻璃生产工艺在生活中的重要性，增强环保意识，关注可持续发展。
3. 学生能够培养团队协作精神，提高沟通与交流能力，增强解决问题的自信心。
课程性质：本课程为技术学科，旨在让学生了解玻璃生产工艺的基本知识，培养其实践操作能力和创新意识。
学生特点：六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心，但注意力集中时间较短。
教学要求：结合学生特点，采用生动有趣的教学方法，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高课堂参与度。
通过课程学习，使学生在掌握知识技能的同时，培养正确的价值观和情感态度。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 玻璃的基本知识：- 玻璃的成分、性质和分类- 玻璃在生活中的应用2. 玻璃生产工艺：- 配料过程：原料的选择、配比及作用- 熔融过程：熔炉结构、熔融原理及控制参数- 成型过程：吹制、拉制、压制等成型方法- 退火过程：退火的目的、工艺及设备3. 玻璃生产中的问题及解决方法：- 分析生产过程中可能出现的缺陷，如气泡、结石等- 探讨缺陷产生的原因及解决办法4. 玻璃工业发展概况：- 我国玻璃工业的现状、发展趋势及政策- 国内外玻璃生产工艺的对比及优缺点分析5. 实践操作与创新能力培养：- 设计简单的玻璃生产工艺流程- 分析并优化现有工艺流程- 创新设计玻璃制品，培养创新意识教学内容安排与进度：第一课时：玻璃的基本知识、应用及分类第二课时：玻璃生产工艺（配料、熔融、成型、退火）第三课时：玻璃生产中的问题及解决方法第四课时：玻璃工业发展概况及国内外对比第五课时：实践操作与创新能力培养教材章节关联：《技术学科》六年级上册第五章“无机非金属材料”，第二节“玻璃及陶瓷”。
模压成型工艺
5、1 模压成型工艺概述 compression molding
模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又 富有无限活力的一种成型方法。
它是将一定量的预混料或预浸料加入金属 对模内，经加热、加压固化成型的方法。
模压成型工艺 compression molding
片状模塑料 （SMC ）
团状模塑料 （DMC）
种类
块状模塑料 （BMC）
团状模塑料 DMC Dough molding compound
DMC材料于二十世纪60 年代在前西德和英国， 首先得以应用，而后在 70年代和80年代分别在 美国和日本得到了较大 的发展。
团状模塑料 DMC Dough molding compound
团状模塑料(DMC)是由不 饱和聚酯树脂、低收缩添 加剂、填料、固化剂、脱 模剂及着色剂等组成的树 脂糊浸渍短切玻璃纤维所 制成的一种团状模压成型 材料。使用时只需放入模 具中加热、加压，即得所 需产品。
块状模塑料BMC
BMC材料具有质轻、高强、良好的流动性和内 着色性，形状复杂或异型制品可一次成型。
连续法是将SMC配方中的树脂糊分为两部分， 即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一部分， 其余组分为另一部分，分别计量、混匀后，送入 SMC机组上设置的相应贮料容器内，在需要时 由管路计量泵计量后进入静态混合器，混合均匀 后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯 薄膜上。
（2）玻璃纤维的切割与沉降
（4）收卷 （5）熟化与存放
5、4 模压工艺
模压工艺 compression molding
将定量的模塑料放 入敞开的金属对模中，闭 模后加热使其熔化，再经 加热固化或冷却硬化，脱 模后得到复合材料。
第五章门窗装饰构造介绍
5.3
全玻璃门装饰构造
图5.8 感应自动推拉门构造
返回
5.4
铝合金门窗装饰构造
铝合金门窗具有自重轻、强度高、密封性好、变形性小、
色彩多样、表面美观、耐蚀性好、易于保养、工业化程度高
等优点，因此得到了广泛的使用。 铝合金门窗根据开启方式的不同，可分为推拉门、推拉 窗、平开门、平开窗、固定窗、悬挂窗、回转门、回转窗等； 按门窗型材截面的宽度可分为许多系列，常用的有25、40、 45、50、55、60、65、70、80、90、100、135、140、155、 170系列等；根据氧化膜色泽的不同又有银白色、金黄色、 青铜色、古铜色、黄黑色等类型。
动物体进入传感器感知范围内时，门扇自动开启；
人或其他移动物体离开传感器感知范围内时，门
扇自动关闭。
5.3
全玻璃门装饰构造
微波感应自动门地面上装有导向性下轨道，其长
度为开启门宽的2倍。自动门上部机箱部分可用18号
槽钢做支撑横梁，横梁两端与墙体内的预埋钢板焊接
牢固，以确保稳定。
感应自动推拉门可以免于人工开启之烦，为房间 的保温、隔热起到重要作用，同时具有较好的装饰效 果，宜用于人流较少、装饰高雅的宾馆、办公楼主入 口处。感应自动推拉门构造如图5.8所示。
③推拉门 推拉门是门扇通过上下轨道，左右推拉 滑行进行开关，有单扇和双扇之分。 ④折叠门 折叠门可分为侧挂式和推拉式两种。由 多扇门构成，每扇门宽度为500～1000mm，一般以 600mm为宜，适用于宽度较大的洞口。 ⑤转门 由两个固定的弧形门套和垂直旋转的门扇 构成。门扇可分为三扇或四扇，绕竖轴旋转。 ⑥卷帘门 闭门。 多用于商店橱窗或商店出入口外侧的封
材料分为木窗、钢窗、铝合金窗、不锈钢窗、塑
05第五章玻璃均匀性的检验
第五章玻璃均匀性的检验光学元件的玻璃均匀性检验是一种基本检验，因为大的不均匀性无法在光学抛修中消除。
操作者必须了解他所加工的玻璃。
即使玻璃均匀性符合MIL174-A的指标有时仍不能满足要求，所以要用一种简单方法进行检验。
本章中，叙述玻璃均匀性的检验方法分为三部分：威廉姆斯干涉仪、激光干涉仪和巴比特裣干涉仪。
在检验玻璃时应制成具有一定精确度的平行平南，其精度必须达到可以同时观察到透射条纹和反射条纹，也就是就试件平行度必须在20 “以内。
在此将讨论三类干涉仪。
威廉姆斯干涉仪系利用两个球面镜（曲率半径接近相等），球面的曲率半径对就被检玻璃的厚度符合穆翟激光干涉仪使用f/8的抛物面镜。
另一类干涉仪，即巴比特补偿器，基本用途是测量玻璃中的应力。
1. 威廉姆斯干涉仪由于气泡室、风洞和大型天文望远镜的出现，需要高均匀性的大块厚玻璃有的玻璃直径为150cm厚度16cm威廉姆斯干涉仪提供了一种低耗费的检验玻璃均匀性的方法。
这种仪器也可用于检验平行平面的平行度，并为制造分光板提供了一种检验方法。
威廉姆斯干涉仪的光学系统简单，在大多数光学车间或实验室里都可找到零件或自行制造，其光学原理见图5-1。
两块球面镜的球面性为1/32波长，并有相同的曲率半径和直径，其镜面互成90放置，其中一击剑安装在导轨上，以便对固定球面镜作调整。
在一般的光学车间中，球面镜直径为30.7cm曲率半径为310cm（曲率半径可以在50mn范围内变化）。
这种仪器适用于厚度为5~200mm的玻璃。
对于厚度大于200mmr玻璃，要求R/D为14。
45/45U图5-1在三脚架上放置一块小型分束器，并大致处于两块球面镜的半径夹角内。
因为这是等光程干涉仪，接近等厚玻璃的补偿器须放置在靠近分束器处，由于光束锥角很小所以实质上不会对结果产生什么影响，仪器光源需要0.2mm直径的针孔和舌簧式水银灯。
其中一块反射镜须镀45|45分光铝膜, 另一块可以不镀膜。
干涉仪的调试要求较咼，在安放被检样品（平行平面零件）和补偿品前必须先调零。
第五章 水玻璃
氟硅酸钠适宜的用水量为水玻璃质量的12％~ 15％。 如果用水量太少，不但硬化速度缓慢，强度降低，而且 未经反应的水玻璃易溶于水，因而耐水性差。但如果用 量过多，又会引起凝结过速，使施工困难，而且渗透性 大，强度也低。
Na 2 CO 3 nSiO
2
Na 2 O nSiO
2
CO 2
4
5.2 水玻璃的生产方法
2、水玻璃的种类 （1）固体水玻璃 尚有不同形状的固体水玻璃，如未经溶解的块状 或粒状水玻璃，溶液除去水分后呈粉状的水玻璃等。 （2）液体水玻璃 液体水玻璃因所含杂质不同，而成青灰、绿色或微黄 色，以无色透明的液体水玻璃为最好。 液体水玻璃可以和水按任意比例混合成不同浓度（或 相对密度）的溶液。同一模数的液体水玻璃，其浓度 愈稠，则相对密度愈大，粘结能力愈强。在液体水玻 璃中加入尿素，在不改变其粘度情况下，可以提高粘 结力25％左右。
2
5.1 概念
水玻璃与普通玻璃的区别：
水玻璃能溶解在水中，并能在空气中凝结和硬化。 一般，水玻璃模数n越大，水玻璃的密度和粘度越大， 硬化速度越快，硬化后的粘结力、强度、耐热性与耐酸 度越强，越难溶解于水。但n太大，则粘度太大，不利 于施工操作，难以保证施工质量。建筑中一般取
n=2.6~2.8，密度为1.3~1.4g/cm3
1
5.1 概念
水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐， 由不同比例的碱金属和二氧化硅组成。 化学通式： R2O· nSiO2
其中R2O为碱金属氧化物，n为SiO2和R2O的摩尔 比值，称为水玻璃模数，一般在1.5~3.5之间。
第五章 聚合物加工中的物理化学变化
4、低分子物和固体杂质的影响
固体杂质的影响：阻碍或促进结晶作用。起促进作用的 类似于晶核，能形成结晶中心，称为成核剂。 溶剂等的作用： 在聚合物熔体结晶过程中起晶种作用 的试剂，也为成核剂，如：有机芳酸及盐类（苯甲酸、苯甲 酸镉、对羟基苯甲酸及其钠盐），加入后能加快结晶速率， 生成的球晶尺寸小，材料刚性增加，力学性能提高，透明性 提高。溶剂CCl4扩散到聚合物中，能使其在内应力作用下的 小区域加速结晶。
塑性形变
当外力克服屈服应力时使高弹态下的大分 子链发生结缠和滑移。
B Y
A
应 力
B
Y A
y E
A Y
应变
B
当σ < σy时，只能对材料产生高弹形变，取向程度低、取向结 构不稳定。 当σ>σy时并持续作用于材料，能对材料进行塑性形变，它迫 使高弹态下大分子作为独立单元发生解缠和滑移，因为不可逆， 所以取向结构稳定、取向度高。
3、结晶取向和非结晶取向
根据聚合物取向时的结构状态不同取向分为结晶 取向和非结晶取向。 结晶取向是指发生在部分结晶聚合物材料中的取向； 非结晶取向则指无定形聚合物材料中所发生的取向。
4、单轴取向和双抽取向
根据取向的方式不同，取向又可分为单轴取向和双轴取向 （又称平面取向）。 单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成 的取向状态； 双轴取向则指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向。
2、塑化温度及时间
结晶型聚合物在成型过程中必须要经过熔融塑化阶段。
塑化中熔融温度及时间也会影响最终成型出的制品的结 晶结构。 塑化： 指聚合物在设备中加热达到充分的熔融状态，使之具 有良好的可塑性。
若塑化时熔融温度低，熔体中就可能残存较多的晶核；
第五章 玻璃的力学性能
2
（5-10）
如果裂纹长度小于临界裂纹长度，玻璃还可以使用，接近裂纹长度，就不能再使用， 达 到临界裂纹长度玻璃就要断裂。 玻璃的实际裂纹长度可以利用扫描电子显微镜或其他测试设备测定，测出的表面微裂 纹的长度与计算出的临界半裂纹长度比较， 如远小于临界裂纹长度， 说明玻璃在此应力下可 以使用。 裂纹的扩展速度为：
0.025 0.48
这些计算系数见表 5-3，应当指出，由于影响玻璃强度的因素很多，因而计算所得的强 度精度往往较低，只具有参考价值，一般最好进行测定。 （2）表面微裂纹 前面所述玻璃强度与表面微裂纹密切相关。格里菲斯 (Griffith) 认为玻璃破坏时是从 表面微裂纹开始，随着裂纹逐渐扩展，导致整个试样的破裂。据测定，在1mm2 玻璃表面 上含有300个左右的微裂纹，它们的深度在 4～8nm，由于微裂纹的存在，使玻璃的抗张、 抗折强度仅为抗压强度的1/10～1/15。 为了克服表面微裂纹的影响，提高玻璃的强度，可采取两个途径。其一是减少和消除 玻璃的表面缺陷。其二是使玻璃表面形成压应力， 以克服表面微裂纹的作用。为此可采 用表面火焰抛光、氢氟酸腐蚀，以消除或钝化微裂纹；还可采用淬冷（物理钢化)或表面 离子交换（化学钢化），以获得压应力层。例如，把玻璃在火焰中拉成纤维，在拉丝的过 程中，原有微裂纹被火焰熔去，并且在冷却过程中表面产生压应力层，从而强化了表面， 使其强度增加。 （3）微不均匀性 通过电镜观察证实，玻璃中存在微相和微不均匀结构。它们是由分相或形成离子群聚 而致。微相之间易生成裂纹，且其相互间的结合力比较薄弱，又因成分不同，热膨胀不一 样， 必然会产生应力，使玻璃强度降低。微相之间的热膨胀系数差别越大，冷却过程中 生成微裂纹的数目也越多。 不同种类玻璃的微不均匀区大小不同，有时可达20nm。微相直径在热处理后有所增加， 而玻璃的极限强度是与微相大小的开方成反比，微相增加则强度降低。 （4）玻璃中的宏观和微观缺陷 宏观缺陷如固体夹杂物（结石）、气体夹杂物（气泡）、化学不均匀（条纹）等常因成 分与主体玻璃成分不一致，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（如点缺陷、局部析晶、晶界等）常常在宏观缺陷的地方集中，从而导致裂纹 的产生，严重影响玻璃的强度。 （5）活性介质 活性介质（如水、酸、碱及某些盐类等）对玻璃表面有两种作用：一是渗入裂纹像楔子 （斜劈）一样使微裂纹扩展；二是与玻璃起化学作用破坏结构（例如使硅氧键断开）。因此 在活性介质中玻璃的强度降低。水引起强度降低最大。玻璃在醇中的强度比在水中高40%，
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玻璃的着色特性、 玻璃的着色特性、 辐射系数C、 辐射系数 、透热性
§5-2 玻璃制品成形方法
成形方法分类： 成形方法分类： 热塑成形 熔制好的玻璃液在一定塑性和粘度下成形为所需的 一定形状的玻璃制品。 一定形状的玻璃制品。 压制法、吹制法、压延法、拉制法、 压制法、吹制法、压延法、拉制法、浇铸法等 冷加工成形 对热塑成形的一次玻璃制品进行二次冷加工， 对热塑成形的一次玻璃制品进行二次冷加工，获得 具有新性能或新用途的玻璃制品。 具有新性能或新用途的玻璃制品。
吹料泡
吹制及 击脱吹管
割口 烘口
人工吹制法示意图
§5-2 常用热塑成形方法
机械吹制 吹法、 吹法 转吹法、 吹法、 压-吹法、吹-吹法、转吹法、 吹法 带式吹制法等。 带式吹制法等。 特点： 特点 ： 分压制和吹制两个步骤 完成， 完成，先形成口部和雏形 应用：生产广口瓶、 应用 ： 生产广口瓶、 小口瓶等 空心制品
模型
§5-2 常用热塑成形方法
吹制法 采用吹管或吹气头将熔制好的玻璃液在模型中吹制成 制品。 制品。 人工吹制 机械吹制
挑料 滚料 吹小泡
应用： 批量小， 应用 ： 批量小 ， 制作高 级器皿、艺术玻璃； 级器皿、艺术玻璃； 特点： 制品表面光滑， 特点 ： 制品表面光滑 ， 尺寸较精确； 尺寸较精确； 局限：效率低。 局限：效率低。
玻璃永久应力产生的示意图
§6-2 玻璃退火工艺
退火工艺过程
加热 阶段 退火温度 应变点 温度 保温阶段 慢冷阶段 快冷 阶段
t=
520a 2
δ
h0 =
δ
13a 13a 2 h= 65 a2
一次退火 二次退火
20 30 ~ 2 ℃/min 2 a a
时间
§6-1 玻璃退火原理
退火温度 为消除玻璃的永久应力， 为消除玻璃的永久应力，必须将玻璃加热到低于 玻璃转变温度Tg的某一温度进行保温均热， 转变温度Tg的某一温度进行保温均热 玻璃转变温度Tg的某一温度进行保温均热，以消除玻 璃中的温度梯度 使应力松弛。 温度梯度， 璃中的温度梯度，使应力松弛。 退火上限温度：三分钟消除95%应力 退火上限温度：三分钟消除95%应力 95% 退火下限温度：三分钟消除5% 5%应力 退火下限温度：三分钟消除5%应力 退火温度
§5-1 玻璃成形原理
成形性质： 成形性质： 黏度： 黏度：玻璃黏度随温度下降而增大的特性是玻璃制品 成形和定形的基础。 成形和定形的基础。
101.5~104Pa.s 105~107Pa.s 102~106Pa.s 长性玻璃 平板玻璃 101.5~103Pa.s
瓶罐玻璃 101.75~102.25Pa.s
定形： 使玻璃制品的形状固定下来。 定形： 使玻璃制品的形状固定下来。 决定因素：玻璃的热性质和周围介质 热性质和周围介质影响下玻璃 决定因素：玻璃的热性质和周围介质影响下玻璃 的硬化速度。 的硬化速度。
§5-1 玻璃成形原理
成形性质： 成形性质： 在玻璃的成形和定形过程中， 在玻璃的成形和定形过程中，最有作用的性质是玻 黏弹性（ 璃的黏弹性 黏度、表面张力和弹性性能） 璃的黏弹性（黏度、表面张力和弹性性能）和热学性质 热传导系数、比热、热膨胀系数、玻璃的透光系数、 （热传导系数、比热、热膨胀系数、玻璃的透光系数、 辐射系数和热交换系数）。 辐射系数和热交换系数）。 在众多的性质中， 在众多的性质中，黏度和表面张力其着最重要的作 用。
§5-2 常用热塑成形方法
平板玻璃的成形 垂直引上法（有槽、无槽）、 ）、水平拉制法和浮法 垂直引上法（有槽、无槽）、水平拉制法和浮法 有槽垂直引上法（弗兰克法） 无槽垂直引上法（匹兹堡法） 有槽垂直引上法（弗兰克法） 无槽垂直引上法（匹兹堡法）
§5-2 常用热塑成形方法
水平拉制法
§5-2 常用热塑成形方法
§6-2 玻璃退火工艺
退火设备 间歇式退火窑
连续式退火窑
§6-3 玻璃的淬火
淬火是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50~60℃， 淬火是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50 60℃， 转变温度Tg以上50 60℃ 然后在冷却介质 如空气、液体）中急速均匀冷却， 在冷却介质（ 然后在冷却介质（如空气、液体）中急速均匀冷却，由于 应力松弛，在玻璃表面产生均匀分布的很大压力层 压力层， 应力松弛，在玻璃表面产生均匀分布的很大压力层，从而 提高玻璃制品的强度 耐热冲击性和安全性能等 玻璃制品的强度、 提高玻璃制品的强度、耐热冲击性和安全性能等。所以淬 火过程又称为强化，俗称钢化。 火过程又称为强化，俗称钢化。
§5-2 常用热塑成形方法
压制法 熔制好的玻璃液注入模型，放上模环，将冲头压入， 熔制好的玻璃液注入模型，放上模环，将冲头压入， 在冲头与模环和模型之间形成制品。 在冲头与模环和模型之间形成制品。
冲头
实心和空心的玻璃制品，玻璃砖、 实心和空心的玻璃制品，玻璃砖、 应用： 应用： 模环 水杯、花瓶、餐具等； 水杯、花瓶、餐具等； 特点：形状精确、可制出外部花纹制品； 特点：形状精确、可制出外部花纹制品； 局限：不能生产内腔向下扩大的制品； 局限：不能生产内腔向下扩大的制品； 不能生产薄壁和内腔在垂直方向较长 的制品； 的制品；
§5-1 玻璃成形原理
成形制度： 成形制度： O.K.波特维金和M.B.奥霍琴提出了玻璃液冷却时间公式： O.K.波特维金和M.B.奥霍琴提出了玻璃液冷却时间公式： 波特维金和M.B.奥霍琴提出了玻璃液冷却时间公式
T1 − θ 1 T1 − θ = lg t= lg SC T2 − θ k T2 − θ mc p
浮法成形
将熔制好的玻璃液注入锡槽，在熔融金属锡液表面成形。 将熔制好的玻璃液注入锡槽，在熔融金属锡液表面成形。
抛光
徐冷
拉薄
硬化
η = 10 2.7 ~ 103.2 Pa.s 103.2 ~ 10 4.25 Pa.s 10 4.25 ~ 105.75 Pa.s 105.75 ~ 1010 Pa.s
浮法生产示意图
玻璃制品的形状、热容、 玻璃制品的形状、热容、 着色特性、 着色特性、冷却介质温度
成形大型、厚壁玻璃制品时， 成形大型、厚壁玻璃制品时，要着重考虑制品表面 随厚度方向的温度梯度可由下式表示： 与中部的温度差。 与中部的温度差。随厚度方向的温度梯度可由下式表示：
∆T = Tcp − Td = Bd 2
1200℃ ℃
第五章
玻璃成形
主要内容
§5-1 玻璃成形原理 §5-2 常用热塑成形方法
§5-1 玻璃成形原理
玻璃成形是将熔融的玻璃液转变为具有固定几何形状 玻璃成形是将熔融的玻璃液转变为具有固定几何形状 是将熔融的玻璃液转变为 制品的过程 的过程。 制品的过程。 成形过程： 成形过程：
低温 高温 成形： 赋予制品以一定的几何形状。 成形： 赋予制品以一定的几何形状。 决定因素：玻璃的流变性 黏度、表面张力、 流变性（ 决定因素：玻璃的流变性（黏度、表面张力、可塑 弹性以及这些性质的温度变化特征）。 性、弹性以及这些性质的温度变化特征）。
平面压延法
双辊间歇压延法
连续压延法
夹丝玻璃压延法
§5-2 常用热塑成形方法
浇铸法 熔制好的玻璃液注入模具中，经退火冷却、加工得到制品； 熔制好的玻璃液注入模具中，经退火冷却、加工得到制品； 应用：艺术雕刻、建筑装饰品、大直径玻璃管、反应锅。 应用：艺术雕刻、建筑装饰品、大直径玻璃管、反应锅。
显像管管锥离心浇铸法
第六章
玻璃退火和淬火
主要内容
§6-1 玻璃退火原理 §6-2 玻璃退火工艺 §6-3 玻璃的淬火
§6-1 玻璃退火原理
玻璃中的应力 热应力、结构应力、 热应力、结构应力、机械应力
暂时应力：温度低于应变点， 暂时应力：温度低于应变点，存在温度梯度而产生的内 应力，随温度梯度的消失而消失。 应力，随温度梯度的消失而消失。 暂时应力不超过抗张强度极限， 暂时应力不超过抗张强度极限，不产生危害 永久应力： 永久应力：
玻璃熔制
将配合料经高温加热形成合乎成形要求的玻璃液 的过程称为玻璃熔制 玻璃熔制。 的过程称为玻璃熔制。
玻璃液的冷却 降温 ℃ 玻璃液的均化 200~300℃ 对流、 对流、扩散 玻璃液的澄清 气泡排除 钠钙硅玻璃
1400~1500℃ ℃
硅酸盐形成 不透明烧结物 钠钙硅玻璃
800~900℃ ℃
玻璃形成 透明玻璃液 钠钙硅玻璃
玻璃暂时应力产生的示意图
§6-1 玻璃退火原理
玻璃中的应力
永久应力：温度高于应变点，当玻璃温度梯度消失， 永久应力：温度高于应变点，当玻璃温度梯度消失，残留的热 应力。 应力。 永久应力可能降低玻璃的力学性能和稳定性 消除或减少玻璃中热应力至允许值的热处理过程。 玻璃退火 消除或减少玻璃中热应力至允许值的热处理过程。
(a)落料 落料
吹气头 冲头 口模
雏形模
(b)压制雏形 压制雏形
成形模
(c)重热伸长 重热伸长
(d)吹制成形 吹制成形
压吹法成形广口瓶示意图
§5-2 常用热塑成形方法
压延法 将熔制好的玻璃液在辊间或辊板间压延成玻璃制品。 将熔制好的玻璃液在辊间或辊板间压延成玻璃制品。 主要用于厚平板玻璃、刻花玻璃、夹丝玻璃。 主要用于厚平板玻璃ห้องสมุดไป่ตู้刻花玻璃、夹丝玻璃。
短性玻璃
表面张力：成形过程中表面张力起重要作用。 表面张力：成形过程中表面张力起重要作用。
§5-1 玻璃成形原理
成形性质： 成形性质： 弹性： 弹性： 黏性液体
106Pa.s
黏弹体
1014Pa.s
弹性固体
热学性质：热容、热导率、热膨胀、 热学性质：热容、热导率、热膨胀、表面辐射强度 与透热性