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。