第四章-玻璃的黏度及表面性质

第四章玻璃的黏度及表面性质1、为何使用黏度来描述玻璃生产的工艺过程更为科学？在玻璃生产中，许多工序（和性能）都可以用黏度作为控制和衡量的标志。使用黏度来描述玻璃生产全过程较温度更加确切与严密，但由于温度测定简便、直观、而黏度和组成关系的复杂性和习惯性，因此习惯上用温度来描述和规定玻璃生产工艺过程的工艺制度。2、影响玻璃黏度的主要因素有哪些？影响玻璃黏度的主要因素是化学组成和温度，在转变温度范围内，还与时间有关。不同的玻璃对应于某一黏度值的温度不同。3、何谓玻璃的料性？对成形和退火过程有何影响？（1）生产上常把玻璃的粘度随温度变化的快慢称为玻璃的料性（2）粘度随温度变化快的玻璃称为短性玻璃,反之称为长性玻璃。这一性质对成型作业有直接的关系,例如用压延法生产压花玻璃时最好选择料性较短的玻璃,这样玻璃被轧花辊压出花纹之后,随温度降低,粘度能迅速地增长,形状可以快速固定下来,从而保证压出的花纹清晰.退火是通过粘滞流动和弹性来消除玻璃中的应力,故这一性质对退火的效率也有很大影响。4、试述黏度在生产中的应用。在生产中玻璃的熔化、澄清、均化、供料、成形、退火等工艺过程的温度制度，一般都是以其对应的黏度为依据制定的，因此掌握黏度变化对控制生产、提高制品产量、质量是有利的。例如：（1）玻璃熔制：在澄清过程中，气泡的上升速度与黏度成反比，因而生产中常通过升高温度或引入少量助熔剂来降低黏度，达到加速玻璃澄清和均化的目的。（2）玻璃成形：黏度参考点对玻璃成形具有重要的参考价值。它不仅表征玻璃的成形特性，而且可推测出新型玻璃的适用性。（3）玻璃退火：玻璃中的应力消除一般是通过黏滞流动和弹性松弛来消除的。5、试述玻璃表面张力的工艺意义。熔融玻璃的表面张力在玻璃制品的生产过程中有着重要意义，特别是在玻璃澄清、均化、成形、玻璃液与耐火材料相互作用等过程中起着重大作用。在熔制过程中，表面张力在一定程度上决定了玻璃液中气泡的长大和排除，在一定条件，微小气泡在表面张力的作用下，可溶解于玻璃液中。在均化时，条纹及节瘤扩散和溶解的速度取决于主体玻璃和条纹表面张力的相对大小。在玻璃成形过程中，人工挑料或吹小气泡及滴料供料时，都要借助表面张力，使之达到一定形状。近代浮法平板玻璃的生产原理，也是基于玻璃的表面张力作用，从而获得了可与磨光玻璃表面相媲美的优质玻璃。6.影响玻璃表面张力的主要因素有哪些？玻璃的表面张力与组成、温度有关。表面张力是由于排列在表面层(或相界面)的质点受力不均衡引起的，故这个力场相差越大，表面张力越大，因此凡是影响熔体质点间相互作用力（键）的因素，都将直接影响表面张力的大小。7.何谓玻璃的润湿性？举例说明其在实际生产中的应用。（1）润湿性实际上是表征各接触相自由表面能相互之间的关系，润湿能力可以用表面张力表示。（2）如液-固相间表面张力很大时，熔体趋于形成球状，以减小两相界面，这时θ很大。θ900，称为液相不润湿固相；θ=1800与cosθ=-1时，则称为完全不润湿。如固-气相间表面张力很大时，熔体趋于扩张成层状，以便完全覆盖固相表面，减小系统能量。这时θ很小，θ900,称为液相润湿固相；当θ=00与cosθ=1时，则称为完全润湿。8.已知某玻璃组成为：SiO273%,Al2O33%,CaO8%,MgO1%,Na2O15%,试求黏度为104Pa.s的温度。根据表4-5查得η=104Pa·s时的各氧化物特性常数及已知的氧化物质量分数带入式Tη=1012=-15.37*15-6.25*(8+1)+5.00*3+1194.22≈922℃9.已知某玻璃组成为：SiO273%,Al2O32%,CaO7%,MgO4%,Na2O14%,试求黏度为102Pa.s的温度。根据表4-5查得η=102Pa·s时的各氧化物特性常数及已知的氧化物质量分数带入式Tη=1012=-22.87*14-16.00*（4+7）+6.50*2+1700.40≈1217℃