yh玻璃的熔炼与凝固
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3.1 玻璃熔制工艺原理☐玻璃熔制的五个阶段☐(1)硅酸盐形成阶段☐800~1000℃进行;最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物;硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。
☐(2)玻璃形成阶段☐1200 ~1300 ℃左右进行;☐硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中,成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。
☐(3)玻璃液澄清阶段☐1400~1500℃进行;☐气体因玻璃液黏度降低而大量逸出,直到气泡全部排出。
☐(4)玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度;☐当玻璃液长时间处于高温下,由于对流、扩散、溶解等作用,玻璃液中的条纹逐渐消除,化学组成和温度逐渐趋向均一。
☐(4)玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度;☐当玻璃液长时间处于高温下,由于对流、扩散、溶解等作用,玻璃液中的条纹逐渐消除,化学组成和温度逐渐趋向均一。
3.1.1 配合料的熔化(1)配合料的加热及初熔(2)各种反应简介多晶转变盐类分解水分的逸出(3)成分的挥发R2O的挥发由纯碱引入时:引入量×0.032%由芒硝引入时:引入量×0.06% ☐另外要考虑氧化铈、煤粉的挥发量。
☐(4)影响配合料熔化的因素☐熔化温度:温度每升高10℃,反应速度增加☐10%;☐原料的形式:颗粒度的搭配、加料方式;☐原料的易熔性:助熔剂的多少、原料的活性;3.1.2 玻璃的形成☐(1)玻璃的形成过程☐玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔解和扩散速度。
☐助溶剂的多少(熔化速度);☐熔体的黏度(扩散速度);☐熔体温度(熔化速度);☐石英颗粒(熔解快慢)。
3.1.3 澄清☐(1)目的☐消除玻璃液中的气泡☐(2)玻璃液中的气泡形态和种类☐形态:可见气泡、溶解气泡、化学结合的气☐体。
还有熔体表面上的气体。
☐种类:CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2☐(3) 排泡与去气☐澄清是排出玻璃液中的可见气泡;☐去气是全部排除玻璃液中的气体,包括化学结合的气体。
玻璃的熔制过程及玻璃的形成玻璃的熔制过程及玻璃的形成一:玻璃的熔制过程。
在玻璃生产过程中,配和料经过加热形成玻璃的过程称为玻璃的熔制过程。
玻璃的熔制是玻璃生产过程中的重要阶段,熔制的质量和速度决定着产品的质量和产量。
玻璃的熔制过程大体分为以下五个阶段:1.硅酸盐的形成阶段;配合料约在800~1000度的温度作用下,发生一系列的物理化学变化,如水分的分解蒸发、盐类的分解、多晶转变,组分熔化及石英砂与其它组分之间进行固相反应,使配合料变成由硅酸盐和游离二氧化硅组成的不透明的烧结体物。
2.玻璃液的形成阶段;配合料加热到1200度时,形成各种归硅酸盐,出现一些熔融体还剩下一些未起变化的石英颗粒,继续升高温度时,硅酸盐和石英砂完全熔于熔融体中,成为可见大量气泡的在化学成分和温度上都不够均匀的透明玻璃。
3.玻璃的澄清阶段:在玻璃液形成阶段结束后,整个熔融体包含许多气泡,从玻璃液中除去肉眼可见的气体夹杂物,消除玻璃液中气孔组织的阶段称为澄清阶段,因为玻璃液的黏度随温度升高而降低,因此高温有利于玻璃的澄清,这个阶段玻璃液的温度约为1400度左右。
4.玻璃的均化阶段:玻璃液形成后,其化学成分和温度都不均匀,为消除不均匀性,需要进行均化,它与澄清过程在一起,没有明显的界限,可以看成是边澄清边均化,均化阶段的结束往往在澄清阶段之后,高温有利于玻璃的均匀均化。
5.玻璃液的冷却阶段:澄清均化后的玻璃液,温度高、粘度低,不适合玻璃成型,需要均匀冷却到成型温度,根据成型方法的不同,成型温度比澄清温度低200~300度。
二:玻璃的成型:是熔融的玻璃液转变为具有固定几何形状制品的过程,玻璃必在一定的温度范围内才能成型,成型时,玻璃液除作机械运动之外,还同周围的介质进行连续的热传递,由冷却到硬化,玻璃液首先由粘性液态转变为可塑态,然后再转变为脆性固态玻璃。
第8章玻璃的熔制8.1玻璃的熔制过程概念:配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的、并符合成形要求的玻璃液的过程。
特点:包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应玻璃熔制的五个阶段1硅酸盐形成阶段:(800-900℃)在固态下进行。
配合料各组分在加热过程中发生一系列的物理和化学变化,主要的固相反应结束了,绝大部分气态产物从配合料中逸出。
由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明物。
2玻璃液形成:(1200-1250℃)易熔物熔融,同时硅酸盐和二氧化硅互熔。
烧结物变成了透明体并含有大量气泡,玻璃液化学组成和性质不均匀,有条纹。
3澄清:(1400-1500 ℃)黏度降低(η≈10帕·秒),消除可见气泡。
4均化(1350-1420℃)依扩散作用,使玻璃中的条纹、结石消除到允许限度,成为均匀一体。
5冷却(降低200-300 ℃)以便使玻璃液具有成形所必须的黏度。
(η=102-103Pa·s)8.2硅酸盐形成和玻璃形成玻璃的形成:温度↑1200-1500℃,各种硅酸盐开始熔融,同时未熔化的石英砂被完全熔解在硅酸盐熔体中形成玻璃液。
结果:透明的玻璃液结论:硅酸盐形成和玻璃形成没有明显的界线,玻璃形成大约28-29分。
配合料的加热反应多晶转化盐类分解析出结晶水和化学结合水。
硅酸盐形成过程的动力学:动力学主要研究反应进行的速度和各种不同因素对硅酸盐形成的影响结论1随着温度的升高,其反应速度也随着提高。
2当温度不变时,反应速度随时间延长而减慢。
在外界条件不变时,任一化学反应速度不是常数,随反应物浓度有减少而减慢。
3随着反应物浓度的增加,正反应速度也相应的增加。
玻璃形成过程的动力在玻璃熔制过程中玻璃形成速度与玻璃成分、砂粒大小、熔制温度等有关。
8.3玻璃的澄清玻璃液中的气体来源:配合料中各组分的分解;挥发组分的分解;已溶解的气体在一定条件下从液相中重新析出.存在形式:气泡分为:1可见气泡2不可见气泡(包括呈溶解状态与玻璃液中组分化学结合的气体)一澄清过程实质:首先使气泡中的气体、窑内的气体与玻璃液中的气体之间建立平衡,再使可见气泡漂浮于玻璃液的表面加以消除。
玻璃材料的熔化与成形玻璃材料的熔化与成型玻璃材料是一种重要的材料,广泛应用于建筑、工艺品、光学器件等领域。
了解玻璃材料的熔化与成形过程对于优化工艺、提高材料性能具有重要意义。
一、玻璃材料的熔化玻璃是通过将多种原料熔化,并在适当温度下迅速冷却而形成的非晶体材料。
玻璃的主要成分包括硅酸盐、碳酸盐、氧化物等。
这些原料在高温下通过熔化、融合形成玻璃的液态。
在玻璃熔化过程中,温度的控制非常重要。
通常,玻璃材料在1500°C左右开始熔化,熔化后的液体温度可以高达2000°C左右。
高温下,原料中的化学键断裂,形成流动的玻璃熔体。
熔体中的原料分子由于受到热运动的影响而不断移动,使得熔体具有了流动性。
二、玻璃材料的成形玻璃材料的成形过程主要分为两种:玻璃熔体挤出成型和玻璃熔体注塑成型。
1. 玻璃熔体挤出成型玻璃熔体挤出成型是指将玻璃熔体通过挤出机通过一定的模具形成所需的形状。
这种成型方式适用于制造玻璃纤维、玻璃管等产品。
在挤出过程中,需要对温度、挤出速度、压力等进行精确控制,以保证成型品的尺寸和质量。
2. 玻璃熔体注塑成型玻璃熔体注塑成型是将玻璃熔体注入一个模具中,利用模具的形状使熔体凝固为所需的产品。
这种成型方式主要适用于制造玻璃瓶、玻璃器皿等产品。
与挤出成型相比,注塑成型的玻璃熔体的温度较低,模具的形状多样化。
三、优化玻璃材料的熔化与成形工艺为了提高玻璃材料的质量和性能,优化熔化与成形工艺是必不可少的。
1. 控制熔化温度和时间熔化温度和时间的控制对于玻璃材料的质量具有重要影响。
过高的熔化温度可能引起材料成分的变化和气体的溶解,导致玻璃的不均匀性和气泡产生。
同时,过长的熔化时间也会对材料的质量产生不利影响。
2. 精确控制挤出或注塑参数挤出或注塑成型过程中,挤出速度、温度、压力等参数的控制对于成型品质量有着重要影响。
适当的挤出速度和压力可以减少成型品的表面缺陷和内部应力,提高产品的强度和透明度。
玻璃的熔化制度及控制配合料投入熔窑之后,很快就产生含有大量气泡的一层熔融的玻璃薄膜,厚度约10余mm,熔融体不断向下流淌,逐渐形成小料堆及密集的泡沫层,最后小料堆完全消失,只有泡沫层留在熔化带内,有待进一步的澄清及均化。
配合料上表面由火焰辐射和对流,下表面受1300℃左右投料回流玻璃液传热面进行熔化。
配合料、泡沫层、玻璃液的吸热是不同的。
泡沫层为配合料吸热量的50%,玻璃液为30〜 40%。
玻璃液的导热系数很小,50mm深处辐射热量已被吸收约90%,依靠玻璃液的辐射传热将上层热量依次向深层传递,加热下层玻璃液,它与玻璃吸热性的关系极大。
无色玻璃透热性好,投料回流玻璃液的温度高,带的热量多,加速了玻璃配合料的熔融。
配合料不断地吸收投料回流的热量,回流温度不断降低,距投料口越近回流温度越低,比重增大而下沉,经由窑池深部又流到热点。
投料回流量大有利于熔化及节能(约占化料热耗15〜20% ),能延长配合料堆在熔化部高温带的逗留时间,热交换充分,还能阻止泡沫熔融体越过热点。
加大投料回流就必须突出热点,温差应为100〜300度。
稳定的投料回流是稳定池底温度、熔化及泡界线的重要因素。
含铁高、颜色较深的玻璃透热性差,投料回流小、温度低,能耗也高。
一、熔化火焰及其控制火焰是进行热交换的主体,它以辐射、对流、传导的方式将热量传给配合料、玻璃液及窑体。
在耐火材料允许的条件下温度应高些,横向温差尽可能小些,火焰覆盖面积尽可能大。
各小炉的温度是由熔化温度制度决定的。
1、窑内气氛及火焰亮度在理论上,空气过剩系数等于1时为中性,小于1为还原性,大于1时为氧化焰。
对于纯碱-芒硝配合料到1#、2#小炉应为还原焰,不使煤粉烧掉,保证芒硝分解所需的煤粉,但还原性不宜太强,防止芒硝过早分解完,在澄清时过饱和不足,达不到硫澄清的目的,在玻璃液中残留的小气泡不能浮出。
如果太弱甚至是氧化焰,芒硝不能完全分解,在澄清后或均化带仍在热分解,产生SO2、、SO3气体,对于SO2玻璃液是不能吸收的,气泡残留在玻璃液中。
论述硅酸盐玻璃的熔制过程
硅酸盐玻璃的熔制过程是将硅酸盐原料加热至熔融状态,然后冷却形成玻璃体的过程。
硅酸盐原料主要包括石英、长石、碳酸钙等。
在熔制过程中,需要将这些原料按照一定比例混合,并加入助熔剂和熔剂,以促进熔化和降低熔化温度。
在熔炉内,通过加热使硅酸盐原料逐渐熔化,形成粘稠的液体。
熔化过程中,需要控制熔化温度、熔化时间和熔体的成分等因素,以确保熔化均匀和达到所需的成分配比。
一旦熔化完成,熔体需要冷却至室温,形成固态的硅酸盐玻璃体。
冷却过程中,需要进行适当的控制,以避免玻璃的内部应力过大,导致破裂或变形等问题。
总之,硅酸盐玻璃的熔制过程是一个复杂的过程,需要灵活掌握各种因素,以确保熔化均匀、成分配比准确,并最终形成高质量的硅酸盐玻璃体。
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玻璃熔化行为及机制的研究玻璃是由一定比例的二氧化硅、碳酸钙、氧化钠、氧化钾、氧化钙等氧化物在高温下熔融制成的,一旦冷却下来即可成为玻璃。
玻璃的熔化行为及机制对于相关产业的发展和玻璃的应用有着非常重要的影响。
在此文章中,我们将会探讨玻璃熔化行为及机制的研究,深入探讨其对于玻璃产业发展的重要性。
玻璃熔化行为玻璃熔化是指玻璃在一定温度下转化为流动状态的过程。
通常情况下,玻璃的熔化温度在1000°C左右。
玻璃在熔化过程中会产生粘滞、流动等现象。
这些现象可能会对玻璃的性质和品质产生影响。
因此,玻璃的熔化行为需要探究。
玻璃的熔化行为可以通过各种实验方式进行研究。
其中,比较常用的实验方式是热分析法。
热分析法可以通过记录玻璃在一定升温速率下的热重变化和热释放情况来探究玻璃熔化行为。
此外,等温熔融法和非等温熔融法也是比较常用的实验方式。
熔化机制在探究玻璃熔化机制之前,我们需要了解一下玻璃的结构。
通常情况下,玻璃的结构可以分为缩短键(Si-O-Si)和长键(Si-O-Ca或Si-O-Na)两种类型。
缩短键可以看做是SiO4四面体,而长键则是由缩短键与氧化钠或氧化钙形成的链状结构。
由于长键比缩短键更加稳定,因此长键在玻璃结构中所占比例会比较大。
熔化机制可以分为两种类型:丝状流动和交替流动。
丝状流动是指在玻璃熔化时,长键会逐渐破坏,最终形成比缩短键更加短小和不稳定的键,并在高温下形成连续丝状结构。
交替流动则是指玻璃在熔化时长键和缩短键之间可能会发生交替存在于短链和长链的过程。
玻璃的熔化机制对材料的性质和品质有着非常重要的影响。
丝状流动会导致玻璃产生表面张力和容易发生裂纹的现象。
因此,在玻璃加工和制造过程中需要控制玻璃熔化温度和熔化速度,以减少这些现象的发生。
玻璃产业中的重要性玻璃作为一种非常重要的工业原料,其应用范围非常广泛。
如今,玻璃已经成为了建筑、先进技术、航空、汽车等领域中非常重要的材料。
因此,玻璃的性质和品质非常重要。