【正文】
彈性范圍。表面張力對成型也有不利之處,如引上平板玻璃時會使原版發(fā)生收縮,造成厚度不均勻;壓制制品時制品的銳棱會自動變圓,難以得到清晰的花紋。一般為102~,從而調(diào)節(jié)流變性達到成型與定型。玻璃的成型溫度范圍一般選擇在接近粘度溫度曲線的彎曲處,以保證玻璃具有自動成型的某種速度。玻璃的主要成型性質(zhì)1)粘度玻璃的粘度隨溫度下降而增大的的特性是玻璃成型和定型的基礎。決定成型階段的因素是玻璃的流變性,即粘度、表面張力、彈性及其與溫度的的變化特征。玻璃制品的成型過程分為成型和定型兩個階段。進行綜合分析。在實際生產(chǎn)中,有時幾種缺陷會同時發(fā)生,只有正確分析判斷其產(chǎn)生的原因,才能及時加以解決。避免溫度過高也是一種辦法。玻璃熔體侵蝕耐火材料,被破壞的部分可能以結晶態(tài)進入玻璃體內(nèi)形成結石,也可能形成玻璃態(tài)物質(zhì)成為條紋和結瘤。2)窯碹玻璃滴引起的條紋和結瘤碹滴進入到玻璃中,都富含二氧化硅或氧化鋁,粘度很大,在玻璃中擴散很慢,往往來不及溶解,就會形成條紋和結瘤。窯內(nèi)氣體對此也有影響,還原氣體下,玻璃表面張力較大,可以促使玻璃液翻動,減少條紋和結瘤。與此有關的因素如配合料均勻度不夠、飛料、碎玻璃使用不當?shù)?。條紋和結瘤玻璃主體內(nèi)存在的異類玻璃夾雜物稱為條紋和結瘤。4)硫酸鹽夾雜物熔體中硫酸鹽以浮渣形式分離出來形成。玻璃液長期停留在有利于析晶的溫度條件下,玻璃中的化學不均勻部分是造成析晶的主要因素。 e 、易起反應的耐火材料砌在一起。 c 、熔化溫度過高。耐火材料結石的主要原因有以下幾方面: a 、耐火材料質(zhì)量差。大碹和胸墻侵蝕后形成的液滴狀結石。配合料結石的產(chǎn)生與原料的選擇與加工、配合料的制備、加料操作及熔制條件等因素有關。結石中的石英顆粒常呈白色顆粒狀,其邊緣由于逐漸溶解而變圓。根據(jù)產(chǎn)生的原因,結石可以分為以下幾類:1)配合料結石是配合料中沒有熔化的組分顆粒,也就是未完全熔化的物料殘留物。結石(晶態(tài)夾雜物)結石是玻璃體中最危險的缺陷,結石的存在不僅破壞了產(chǎn)品的外觀和光學均勻性,而且降低了玻璃的使用價值。這種氣泡周圍常常有一層為氧化鐵所著色而成的褐色玻璃膜,有時出現(xiàn)褐色條紋。玻璃液面的穩(wěn)定對減少侵蝕也有重要意義。接近成型部應選擇不易與玻璃反應形成氣泡的筑爐材料。同時對玻璃液中比較不穩(wěn)定的含二氧化碳及二氧化硫化合物產(chǎn)生排擠作用,產(chǎn)生氣泡。還原焰中燒成的耐火材料,其表面和氣孔中存在碳素,碳素的燃燒也會引起氣泡。耐火材料氣孔中氣體被玻璃液排擠出來進入到玻璃液中,氣泡量是相當可觀的。要做好澄清和成型操作。配合料和顆粒間隙中和碎玻璃表面吸附的氣體,都會引入到玻璃中,如果沒有完全排除,就會殘留在玻璃中。在電熔窯和輔助電熔中,電極附近的玻璃液電解會產(chǎn)生二次氣泡。降溫后的再次生溫會使已經(jīng)溶解與玻璃中的氣體再次析出,這是物理原因。這類氣泡一般很小,此時玻璃液粘度很大,氣泡很難排除,就會殘留在玻璃中。一次氣泡產(chǎn)生的主要原因是澄清不良,解決的主要辦法是適當提到澄清溫度和適當調(diào)節(jié)澄清劑的種類和用量。按其尺寸大小可以分為灰泡()和氣泡()兩種。按狀態(tài)不同,玻璃體的缺陷可以分成三大類:氣泡,結石,條紋和節(jié)瘤。在熔制過程中,玻璃的物理、化學均一性受到破壞而產(chǎn)生的缺陷稱為玻璃體的缺陷。三、玻璃體的缺陷玻璃的缺陷種類很多,有在熔制過程中產(chǎn)生的,也有在成型及加工中產(chǎn)生的。泡界線是在熔化池中熔化澄清好的玻璃液與未澄清好的玻璃液之間的界線,要求正確、清晰、穩(wěn)定。液面制度及泡界線制度液面要求穩(wěn)定,否則導致溫度波動和不正常的玻璃液流動,從而干擾玻璃的熔制。氣氛影響澄清和顏色,要求正確、穩(wěn)定。熔制的溫度及氣氛及窯壓制度熔制溫度在1450~1500℃時,每提高1℃,熔化率可提高1%,但對耐火材料的侵蝕也成倍增長。助熔劑的應用助熔劑加速反應速度,降低玻璃粘度,有利于熔制。配合料的潤濕能改善均勻性,減少分層,提高反應速度,促進均化。 ~,~%. 碎玻璃應與生產(chǎn)的玻璃組成相同,一般用量為配合料的25%~30%,采用中等粒度。此值與熔化溫度相對應,見P113表43原料的性質(zhì) 原料的性質(zhì)及種類的選擇對熔制的影響很大。此階段要防止出現(xiàn)二次氣泡。3)玻璃液的流動能促進均化強化均化的方法有:升溫;攪拌等。促進均化的主要因素是:1)熔體中的濃度差,提高溫度降低粘度可以使擴散加劇。還可以采用物理方法加速澄清,如鼓泡、超聲波振動等。影響澄清過程的因素主要有氣氛、壓力、粘度、澄清方法等。澄清過程中,可見氣泡的排除,按以下兩種方式進行: 1)使大氣泡變得更大,加速上升排出液面。澄清階段玻璃配合料釋放的氣體只有少部分以氣泡形式存在于玻璃液中。玻璃形成的速度也與石英顆粒的大小有關,越小玻璃形成速度越快。玻璃形成的速度實際上取決于石英顆粒的溶解擴散速度。一、熔制過程硅酸鹽形成階段 配合料各組分進行固體反應,鹽類分解,二氧化硅及其他組分相互作用,形成燒結物,出現(xiàn)少量液相,生成低共熔物,進一步形成由硅酸鹽和游離二氧化硅組成的不透明燒結物,一般在800~900攝氏度基本結束。根據(jù)電導率的變化來估計均勻度,也是取試樣三個,進行測定。滴定法是在配合料的不同地點取試樣三個,每個試樣約2g左右溶于水,然后用標準鹽酸進行滴定,把滴定總堿度換算成純堿來表示,將三個試樣的結果加以比較,%,可以認為均勻度合格。 d、混合均勻2)質(zhì)量檢驗a、組成測定:利用化學分析法,取一個平均試樣,分析其各組成氧化物含量,與給定玻璃組成比較,以確定組成的正確性。配合料保持適當?shù)臍怏w率有助于提高料的活性,加快對流及澄清。 c、有適當?shù)臍怏w率。配合料的質(zhì)量要求及質(zhì)量檢驗1)質(zhì)量要求a、組成準確、穩(wěn)定 b、適當含水(純堿料3%~5%,芒硝料3%~7%)。批量大時用皮帶運輸機或斗式提升機,批量小時用料罐或小車輸送。一般是在配合料送到窯頭料倉的途中摻入。加料順序一般是先加入石英原料,加水濕潤,然后依次加入純堿、長石、石灰石、小料。對主要原料而言,希望90%~95%~。固體粉料粒度及不同組分之間平均粒度的匹配是能否混合均勻的主要決定因素。現(xiàn)代生產(chǎn)中多采用帶斗的自動稱量器,稱量方式有兩種:一次稱量和減量稱量。但熔制低堿玻璃時,由于硼砂含堿,不能滿足氧化硼的需要量,這時需使用硼酸。e 、對于芒硝、硝酸鈉等的用量應從技術角度確定其用量。 c 、堿性成分的用量,應將從純堿以外的其他引進的堿量扣除,然后根據(jù)其差額計算純堿用量。 a、以100千克玻璃為計算基準。1以內(nèi)。 c 、每個氧化物的量除以全部成分氧化物的的總量,再乘以100,便得出各成分氧化物的百分比。1)基本計算法 a 、將各原料引進玻璃中的氧化物的百分比乘以原料加入量,求出個成分氧化物的數(shù)量。在此基礎上假如其它可以調(diào)節(jié)性質(zhì)的必要氧化物。3)試驗、測試、確定組成:按照擬定的玻璃試驗組成,制備配合料,熔制,測試性能,經(jīng)多次調(diào)整修改,直至設計玻璃達到預定性能的要求。設計和確定玻璃組成的步驟1)列出玻璃的性能要求:針對玻璃的用途不同,列出玻璃的主要性能要求,作為設計組成的指標。2)根據(jù)玻璃形成圖、相圖及玻璃結構等理論依據(jù),使設計組成析晶傾向小,易于形成玻璃。對于新品種玻璃的開發(fā)和原有品種的改良,都首先要從設計和確定它們的組成開始。改變組成可以改變玻璃的結構,從而使玻璃性質(zhì)發(fā)生變化。屬于還原劑的原料主要有碳、氧化錫、金屬銻粉、酒石酸等。6)氧化劑和還原劑:在玻璃熔制中能釋放出或奪取氧的物質(zhì),可以形成特定的氧化或者還原熔制條件。5)乳濁劑:在玻璃中溶解度不大,隨著溫度下降,重新以微粒狀從玻璃中析出,使玻璃產(chǎn)生乳濁現(xiàn)象的物質(zhì)。4)脫色劑:能減弱鐵及其它雜質(zhì)離子或化合物對玻璃著色影響的物質(zhì),主要是消除鐵離子的著色。3)著色劑:使玻璃著色的物質(zhì)。2)助熔劑:能促使玻璃熔制過程加速的原料。1)澄清劑:加入玻璃配合料或玻璃熔體中,在高溫下分解或氣化形成氣體以促進玻璃液中氣泡排除的物質(zhì)。包括引入玻璃形成體、玻璃中間體和玻璃外體成分的原料。第二節(jié) 玻璃配合料的制備一、玻璃原料玻璃原料通常可以分為主要原料和輔助原料兩大類。 2)具體制造工藝根據(jù)玻璃品種、質(zhì)量要求、產(chǎn)量和實際經(jīng)濟技術水平不同分為多種形式。中子照射法 晶態(tài)石英在高速中子照射下可轉變?yōu)椴AB(tài)。溶膠凝膠法 將含有組成玻璃必要的原子的液體有機物用乙醇等作為溶媒制成溶膠,再加水制成凝膠,加熱(大大低于傳統(tǒng)玻璃熔化溫度)形成玻璃??捎糜诠鈱W玻璃,激光玻璃及光電子玻璃制備。2)氣相沉積法 將四氟化硅、四氟化鍺等在氫氧焰中熱分解,氣相生成物沉積在基版上,形成超高純的玻璃態(tài)物質(zhì),可用于光纖玻璃制備。慢冷(退火)時,與以上性能表現(xiàn)相反。如果在這一溫度區(qū)間內(nèi)停留時間長,冷卻速度慢,則玻璃結構較為緊密;反之疏松。熱歷史對玻璃結構的影響固態(tài)玻璃的結構是與玻璃在冷卻過程中在TfTg內(nèi)的熱歷史有密切關系的(Tf稱為軟化溫度,;。玻璃性質(zhì)可以分為動態(tài)性質(zhì)(或稱遷移性質(zhì)或非加和性質(zhì)如粘度、化學穩(wěn)定性等)及靜態(tài)性質(zhì)(或稱非遷移性質(zhì)或加和性質(zhì)如密度、硬度等)兩大類。氧化鋯可以使玻璃具有較高的化學穩(wěn)定性,特別能提高玻璃的抗堿性,還能使玻璃粘度、硬度和折射率提高,熱膨脹系數(shù)下降,并可作為成核劑或乳濁劑使用。氧化鈦常用于制造高折射率的光學玻璃、耐酸釉、玻璃微珠及防輻射玻璃等。引入到硅酸鹽玻璃中,可使玻璃的一系列性能提高,尤其是對熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性有較強的提高作用,氧化硼還能使玻璃具有吸收慢中子的特性,并能提高玻璃的X射線透過率,增強玻璃的電絕緣性,降低玻璃熔化溫度,氧化硼可以作為玻璃焊接劑和粘接劑。氧化鋁可增加玻璃強度、熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、密度、折射率、介電常數(shù)和彈性模量,工藝中可使玻璃熔化溫度上升,粘度增大,容易導致玻璃中出現(xiàn)條紋、結石等缺陷。高鉛玻璃中存在“金屬橋”(1/2Pb4++1/2Pb0),具有特殊作用,如在金紅玻璃中可以使金原子處于高分散狀態(tài),增強著色效果(紫紅色),否則,若金原子結晶顆粒過大,會使玻璃出現(xiàn)難看的豬肝色。氧化鉛玻璃中間體,含鉛玻璃具有密度大,介電損耗小,電阻率大,折射率高,色散能力強,吸收短波射線等特性。形成四面體時玻璃結構較為疏松,而以玻璃外體形式時結構較為致密。 氧化鋇玻璃外體,鋇