第六节 玻璃的熔炼与凝固讲解
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玻璃的熔制过程通常分为以下五个主要阶段,每个阶段对最终玻璃质量起着至关重要的作用:
1. 原料准备
•玻璃熔制的原料主要包括硅砂(SiO2)、碱金属氧化物(如Na2O)和助熔剂(如CaO)。
原料需要经过筛分、混合、干燥等处理,确保原料均
匀并去除杂质。
通常还会加入碎玻璃(废玻璃),帮助提高熔化效率。
2. 熔化
•在熔窑中,混合好的原料在高温(1300-1500℃)下加热熔化,形成均匀的液态玻璃。
熔化过程需要较长时间,以确保所有成分充分反应,减少
气泡和夹杂物。
这一阶段至关重要,决定了玻璃的基本性质。
3. 澄清
•在熔化完成后,玻璃液需要经过澄清阶段。
此时,熔融玻璃中的气泡和未完全溶解的固体颗粒会逐渐上升并排出。
通常会通过提高温度或使用
澄清剂(如硝酸钾或硝酸钠)来加速气泡的消除。
4. 均化
•在气泡排除后,玻璃液需要均化,即通过搅拌或控制温度,使玻璃液中的各成分分布更加均匀,确保不同区域的化学成分和物理性质一致。
这
一过程能够防止玻璃内部出现成分不均或结构缺陷。
5. 成形与退火
•成形:玻璃液冷却至适当温度后,会进行成形,常见的成形方法包括浮法(用于生产平板玻璃)、吹制法(用于生产瓶子、玻璃器皿)等。
•退火:成形后的玻璃需要经过退火炉进行缓慢冷却。
退火过程可以缓解玻璃内部的应力,防止玻璃在冷却过程中因热应力而开裂。
这五个阶段共同作用,确保玻璃的结构完整性、透明度和机械性能。
玻璃的熔化和淬火工艺玻璃是一种非晶态的无机材料,其具有高硬度、透明度高、耐高温等优点。
玻璃的熔化和淬火工艺是制备玻璃制品的重要过程,下面我将详细介绍玻璃的熔化和淬火工艺。
首先,我们来看一下玻璃的熔化工艺。
玻璃的原材料主要包括硅酸盐、碱金属氧化物、碱土金属氧化物等。
这些原材料按照一定比例混合后,放入大型电炉中进行熔化。
炉内的温度通常在1000以上,使原材料迅速熔化并混合均匀,形成玻璃熔液。
在熔化过程中,玻璃熔液需要经历一个退火过程,即将熔液加热到一定温度,然后缓慢冷却。
这是因为在熔化过程中,玻璃内部会产生一些微小的压力或应力,通过退火可以有效地消除这些内部应力,改善玻璃内部结构的稳定性。
玻璃的熔化温度通常很高,达到几百度甚至几千度,因此需要采用特殊的炉内材料和高温耐火材料来保证炉的正常运行。
同时,由于玻璃熔液是一种高粘度流体,容易粘附在炉内,因此熔化工艺中需要定期清理炉内的玻璃余渣,保持炉内环境的清洁。
熔化完成后,接下来是玻璃的淬火工艺。
淬火是指将玻璃制品迅速冷却,使其表面形成高压层,内部形成低温应力,从而使玻璃增加硬度和强度。
淬火可以有效地改善玻璃的物理性质,使其耐冲击性、耐磨性等得到提高。
淬火过程中,玻璃制品通常通过注入冷却介质或将其置于淬火槽中进行冷却。
常见的淬火介质包括冷水、冷油等。
选择合适的淬火介质主要根据制品的大小和形状来决定,以确保玻璃能够均匀冷却,并且不会产生应力集中。
淬火工艺需要严格控制冷却时间和温度,过快或过慢的冷却都会对玻璃的性能产生不良影响。
过快的冷却会导致玻璃内部应力过大,使其易碎;而过慢的冷却则会使玻璃保留部分受热时产生的高温应力,从而影响玻璃的表面质量和强度。
除了以上的熔化和淬火工艺,玻璃制品的生产还涉及其他工艺,如成型、抛光等。
成型工艺包括玻璃的注射成型、热成型、吹制等方式,这些成型方式能够按照不同的需求制作出各种形状的玻璃制品。
抛光则是通过机械或化学方法消除玻璃表面的细小瑕疵,提高其表面光洁度。
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。