第八章玻璃容器的成型与加工
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玻璃制品成形与成形机械概述一、玻璃的成形性质玻璃的成形是玻璃制品生产过程中的主要环节。
玻璃的成形过程与玻璃的一些性质有密切关系,这些性质我们把它叫做玻璃的成形性质。
玻璃的成形性质包括粘度、表面张力以及其他物理性质等。
1.粘度粘度是玻璃的主要性质之一,它贯穿着玻璃生产的各个阶段。
从熔制、澄清、均化、成形、加工、直到退火都与粘度有密切关系。
玻璃成形温度范围对应的粘度为102—107Pa.s。
上限为开始成形的粘度,下限为成终了(即足以保持住形状)的粘度。
对于不同的制品、不同系统的玻璃和不同的成形方法,其上限和下限略有不同。
玻璃的成形过程就是粘度随温度降低而增大的过程。
不同的成形方法要求玻璃粘度增大的速度不同。
如机械化高速成形要求粘度增大的速度快(即“短性玻璃”),而人工成形则要求粘度增大的速度慢(即“长性玻璃”)。
普通玻璃制品成形过程粘度增大速度快慢的排列顺序为灯泡玻璃、瓶罐玻璃、管玻璃、压制(模压)玻璃、艺术玻璃。
粘度随温度变化的关系与玻璃组成有密切关系。
改变玻璃组成可使玻璃粘度与温度的关系在较为广泛的范围内变动,因而可以获得适合成形的各种温度粘度曲线。
在实际生产中可根据这一关系选择最佳成形机速。
2.表面张力表面张力在玻璃制品成形过程中起重要作用。
如人工挑料、吹料泡或滴料式供料机,都是借助玻璃的表面张力而形成球形表面的初形或料滴的。
在拉制玻璃管和玻璃棒时,由于表面张力的作用才获得了正确的圆柱形体。
有些玻璃制品成形后还要进行爆口和烧口,也是借助玻璃的表面张力使锋利不齐的边口加热软化变圆滑的。
表面张力还可以使尖锐的粒状玻璃在穿过火焰区时变为球形(如用玻璃粉制造微珠)。
表面张力在成形过程中也有不利的影响。
如压制制品时,使尖棱变圆,得不到清晰的花纹。
引上平板玻璃时,会使原板发生收缩。
玻璃的表面张力取决于玻璃的组成和温度。
在一般情况下,温度升高则玻璃的表面张力降低。
3.其他物理性质玻璃的其他物理性质对玻璃成形也有相当的影响。
一、选择题1.抗疫居家期间,同学们在参与家务劳动的过程中体会到化学知识无处不在。
下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是选项家务劳动化学知识A餐后将洗净的铁锅擦干铁在潮湿环境中易生锈B使用白醋除去水壶中的水垢白醋可溶解碳酸钙等沉淀C使用含NaClO的84消毒液拖地NaClO具有还原性D用温热的纯碱溶液擦拭有油污的灶台油脂在碱性条件下发生水解反应A.A B.B C.C D.D2.化学与技术、社会和环境密切相关。
下列说错误的是()A.煤炭经气化、液化和干馏等过程,可以转化为清洁能源B.利用二氧化碳制造全降解塑料,可以缓解温室效应C.充分开发利用天然纤维,停止使用各种化学合成材料D.加大秸秆的综合利用,如发酵制沼气、生产乙醇等,提高资源的利用率3.下列有关烃及其衍生物说法不正确的是A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色B.煤的液化是化学变化,可得到液态烃及甲醇等含氧有机物C.石油裂解可以提高汽油的产量和质量D.煤干馏得到苯和甲苯,可以通过分馏,将它们分离出来4.下列说法正确的是A.煤是无机化合物,天然气和石油是有机化合物B.利用二氧化碳与环氧丙烷生产可降解塑料符合绿色化学原则C.现实生活中,化学腐蚀现象比电化学腐蚀现象更严重D.铅蓄电池属于一次电池5.下列实验装置图正确的是A.实验室制备及收集乙烯B.石油分馏C .实验室制硝基苯D .实验室制乙酸乙酯6.下列冶炼金属的原理中,属于热还原法的是( )A .Fe+CuSO 4= FeSO 4+CuB .MgCl 2(熔融)电解Mg+Cl 2↑C .2Ag 2O Δ4Ag+O 2↑D .Fe 2O 3+3CO 高温2Fe+3CO 27.“ 能源分类相关图”如下图所示,下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是A .煤、石油、潮汐能B .氢能、生物质能、天然气C .太阳能、 风能、生物质能D .地热能、沼气、核能8.金属材料的制造与使用在我国已有数千年历史。
名词解释:1.绿色包装-----减少污染,保护环境而采取的减少包装废弃物数量并使之利于能源和资源回收的一系列措施,技术和法规。
3. 复合包装材料----是由层合,挤出贴面,共挤塑等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构,以满足运输,贮存,销售等对包装功能的要求及某些产品的特殊要求。
4. 湿法粘结层合-----指将任何液体状粘合剂加到基材上,然后立即与第2层材料复合在一起,从而制得层合材料的工艺。
5. 化学法制浆-----利用化学溶液在一定温度和压力下,溶解掉木片中的木素和其它杂质,尽量保留纤维素并使纤维素尽可能免遭破坏,同时适当保留半纤维素。
6. 耐破度-----一定面积的纸或纸板在匀速加压直至破裂时所能承受的最大压力。
以液压力或气压力表示。
7. 撕裂度-----指预先将纸或纸板试样切出一定长度的裂口,然后再从裂口处撕至一定长度时所需的功。
8. 环压强度-----在一定速度下,使环形试样平行受压,压力逐渐增加至试样压溃时的压力。
9. 边压强度-----把瓦楞纸板立起来对纸板两边加压之后所呈现的抗压强度。
10. 平压强度-----指对垂直于瓦楞纸板平面负荷的抵抗功力。
11.聚合度-----大分子链中重复的结构单元数。
12. 热塑性塑料-----线性和支链型聚合物。
13.热固性塑料-----在一定温度下能变成粘流状态,但是经过一定时间加热塑制成型后不因再度加热而软化熔解。
14. 工程塑料-----机械强度高,刚性大,常用于取代钢铁或有色金属材料制造机械零件或工程结构的塑料。
15. 加聚反应-----由一种或多种单体通过加成反应相互结合为高分子化合物的反应。
16. 缩聚反应-----通过一种或几种单体,它们含有两个或两个以上相同或不相同的官能团进行相互缩合,成为缩合物,同时有其他低分子物质生成的反应。
17. 均聚反应-----含有两种或两种以上官能团的一种单体进行的缩聚反应。
18. 共聚反应-----含有不同官能团的两种(及两种以上)单体进行的缩聚反应。
第八章玻璃容器的成型与加工一、填空题:按照玻璃制造过程中的作用和用量,可以把玻璃原料分为主要原料和辅助原料.其中,辅助原料分为﹍澄清剂﹍、﹍着色剂﹍、﹍氧化剂﹍和﹍还原剂﹍。
2、CaO是玻璃中的﹍稳定剂﹍,即增加玻璃的﹍化学稳定剂﹍和﹍机械强度﹍。
3、玻璃原料中MgO的作用是﹍改善玻璃的料性、减慢玻璃的硬化速度﹍。
4、欲使玻璃呈现紫色,应该加入﹍氧化锰﹍。
5、玻璃的脱色主要是指减弱﹍铁化合物﹍对玻璃着色的影响。
6、玻璃原料中,碎玻璃的作用是﹍助熔剂﹍。
7、玻璃制品成型和定型的基础是﹍粘度随温度下降而增大﹍的特性。
生产玻璃制品的过程可以分为﹍成型﹍和﹍定型﹍两个阶段。
玻璃容器通常从三个特征温度值来控制成型操作,它们是﹍软化温度﹍、﹍退火温度﹍和﹍应变点﹍。
10、行列式制瓶机的成型方法主要有﹍吹-吹法﹍和﹍压-吹法﹍。
其中,﹍压-吹法﹍一般用于制作广口瓶。
二、选择题:1、下面原料中,不是向玻璃中引入AL2O3的是( C )A 长石B 粘土C 石英D 霞石2、使玻璃呈现黄色,应加入下列那种着色剂( C )A 氧化铜B 硫化亚铁C 氧化铁D 氧化铬3、使玻璃呈现红色,应加入下列那种着色剂( A )A 氧化铜B 硫化亚铁C 氧化铁D 氧化铬4、使玻璃呈现蓝色,应加入下列那种着色剂( B )A 氧化铜B 氧化钴C 氧化铁D 氧化铬5、在玻璃熔制过程中,条纹消失,玻璃液的化学组成和折射率趋于一致的阶段是( C )A 玻璃形成阶段B 澄清阶段C 均化阶段D 冷却阶段6、在玻璃成型过程中,玻璃不能形变的最高温度是( B )A 成型操作点B 软化点C 退火点D 应变点7、在玻璃成型过程中,玻璃开始变为脆性固体的温度是( D )A 成型操作点B 软化点C 退火点D 应变点三、名词解释题:1、澄清剂——在玻璃原料中加入某种在高温时本身能汽化或分解放出气体,以促进排出玻璃中气泡的物质。
2、物理脱色——往玻璃种加入一定数量能产生互补色的着色剂。
第八章玻璃容器的成型与加工
一、填空题:
按照玻璃制造过程中的作用和用量,可以把玻璃原料分为主要原料和辅助原
料.其中,辅助原料分为﹍澄清剂﹍、﹍着色剂﹍、﹍氧化剂﹍和﹍还原剂﹍。
2、CaO是玻璃中的﹍稳定剂﹍,即增加玻璃的﹍化学稳定剂﹍和﹍机械强度﹍。
3、玻璃原料中MgO的作用是﹍改善玻璃的料性、减慢玻璃的硬化速度﹍。
4、欲使玻璃呈现紫色,应该加入﹍氧化锰﹍。
5、玻璃的脱色主要是指减弱﹍铁化合物﹍对玻璃着色的影响。
6、玻璃原料中,碎玻璃的作用是﹍助熔剂﹍。
7、玻璃制品成型和定型的基础是﹍粘度随温度下降而增大﹍的特性。
生产玻璃制品的过程可以分为﹍成型﹍和﹍定型﹍两个阶段。
玻璃容器通常从三个特征温度值来控制成型操作,它们是﹍软化温度﹍、﹍退火温度﹍和﹍应变点﹍。
10、行列式制瓶机的成型方法主要有﹍吹-吹法﹍和﹍压-吹法﹍。
其中,﹍压-吹法﹍一般用于制作广口瓶。
二、选择题:
1、下面原料中,不是向玻璃中引入AL2O3的是( C )
A 长石
B 粘土
C 石英
D 霞石
2、使玻璃呈现黄色,应加入下列那种着色剂( C )
A 氧化铜
B 硫化亚铁
C 氧化铁
D 氧化铬
3、使玻璃呈现红色,应加入下列那种着色剂( A )
A 氧化铜
B 硫化亚铁
C 氧化铁
D 氧化铬
4、使玻璃呈现蓝色,应加入下列那种着色剂( B )
A 氧化铜
B 氧化钴
C 氧化铁
D 氧化铬
5、在玻璃熔制过程中,条纹消失,玻璃液的化学组成和折射率趋于一致的阶段是( C )
A 玻璃形成阶段
B 澄清阶段
C 均化阶段
D 冷却阶段
6、在玻璃成型过程中,玻璃不能形变的最高温度是( B )
A 成型操作点
B 软化点
C 退火点
D 应变点
7、在玻璃成型过程中,玻璃开始变为脆性固体的温度是( D )
A 成型操作点
B 软化点
C 退火点
D 应变点
三、名词解释题:
1、澄清剂——在玻璃原料中加入某种在高温时本身能汽化或分解放出气体,以促进排出玻璃中气泡的物质。
2、物理脱色——往玻璃种加入一定数量能产生互补色的着色剂。
使玻璃的黄绿色和蓝绿色得到互补。
3、结构应力——因化学组成不均匀,熔制过程中产生的条纹、疙瘩、结石等缺陷引起的热膨胀不同而产生的应力。
4、热应力——因玻璃各部分加热或冷却速率不一致引起的温度不均匀而产生的应力。
5、重容比——玻璃瓶罐的重量与其容积之比。
6、轻量瓶——平均壁厚为2-2.5mm的玻璃瓶。
四、问答题:
简述玻璃熔制过程中的五个阶段以及每个阶段的代表现象。
①硅酸盐形成阶段。
硅酸盐生成反应在较大程度上是在固态下进行的。
在固相反应中,大量气体物质逸出。
这一阶段结束时,配合料变成了由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。
对大多数玻璃来说,这个阶段在800-900℃完成。
②玻璃形成阶段。
继续加热,烧结物开始熔融,低熔点混合物首先开始熔化,同时硅酸盐与剩余的二氧化硅相互熔解,烧结物变成了透明体,但在玻璃中还存在着大量的气泡和条纹,化学组成和性质很不均匀。
玻璃形成阶段的温度约为1200-1250℃之间。
③澄清阶段。
随着温度继续提高,粘度逐渐下降,玻璃液中的可见气泡慢慢跑出,进入炉气,即所谓澄清过程。
澄清阶段的温度在1400-1500℃,澄清时玻璃的粘度维持在100P左右。
④均化阶段。
长时间处于高温下的玻璃液的各组分,由于分子热运动及相互扩散,逐渐趋于一致,条纹消失。
使玻璃液的化学组成和折射率趋向一致的阶段叫均化。
均化阶段的温度稍低于澄清阶段。
⑤冷却阶段。
将玻璃液冷却使温度下降200-300℃,粘度增加到可以向供料机供料所需的数值(103P)。
冷却后的温度约为1200℃。
玻璃中可能存在的应力主要有哪几种?分别是如何产生的,并应该采用什么方法除去?(1)热应力。
因玻璃各部分加热或冷却速率不一致引起的温度不均匀而产生的应力。
①永久应力。
当玻璃冷却到室温,温度梯度消失后仍存在的应力。
②暂时应力。
玻璃中随温差的存在而存在,随温差的消失而消失的热应力。
(2)结构应力。
因化学组成不均匀,熔制过程中产生的条纹、疙瘩、结石等缺陷引起的热膨胀不同而产生的应力。
将玻璃加热到退火点进行保温、均热,使玻璃内部的结构进行调整,使应力释放。
玻璃容器的退火和表面处理的目的是什么?退火工艺包括哪几个阶段?表面处理技术有哪几种?
①退火的目的是消除或减小玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。
退火工艺包括加热、保温、缓慢降温及快速降温四个阶段。
②表面处理的目的消除表面裂纹的。
表面处理技术有酸处理、火抛光、涂层,玻璃表面硫霜化反应,双层涂敷工艺。
简述玻璃强化技术的原理和强化技术。
强化技术是根据玻璃的抗压强度比抗拉强度高的原理而设计的。
强化技术采用物理的(热处理)或化学的(离子交换)方法,将能抵抗拉应力的压应力层预先置入玻璃表面使玻璃在受到拉应力时,首先抵消表面层的压应力,从而提高玻璃的抗拉强度。
什么叫重容比?为什么要设计轻量玻璃瓶?如何实现玻璃瓶的轻量化?
重容比是玻璃瓶罐的重量与其容积之比。
轻量玻璃瓶的设计可减少原材料的使用,同时可减少包装和运输成本。
通过改变玻璃成分,应用双层涂敷工艺及钢化技术进行表面处理,使瓶壁厚度均匀化以及改善造型设计等综合因素实现轻量化。