11 - 第2篇第4章 玻璃

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1、第4章玻璃（第二篇）第一节玻璃的定义与通性一、玻璃的定义（glass）玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物，即通常所说的无机玻璃，最常见的为硅酸盐玻璃。二、玻璃的通性（无机材料硅酸盐要讲）第二节硅酸盐玻璃的组成、结构与性质（p256~274，自学）4.玻璃的力学性质（1）脆性（brittleness）（2）硬度（hardness）（3）弹性（elasticity）（4）玻璃的强度第三节普通玻璃配合料的制备一、玻璃组成的设计和确定遵循如下原则：（1）根据玻璃组成一结构一性质的依从关系，设计的玻璃组成需满足预定性能要求；（2）根据相图和形成图设计的玻璃组成成玻倾向大，析晶倾向小，同时满

2、足不同成型工艺的要求；（3）需对初步设计的基础组成进行必能调整；（4）经反复试验、性能测试后确定合理的玻璃组成。二、配合料计算根据所设计玻璃成分和所用原料的化学成分可以进行配合料的计算。进行配合料计算时，应认为原料中的气体物质在加热过程中全部分解逸出，分解后的氧化物（固体部分）全部转入玻璃成分中。随着对制品质量要求的不断提高，必须考虑各种因素对玻璃成分的影响，例如，氧化物有挥发、耐火材料的溶解、原料的飞损、碎玻璃的成分等，从而在计算时对某些组分作适当的增减以保证设计成分。（一）配合料计算的几个工艺参数1.纯碱挥散率纯碱挥散率指纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的比值，即：纯碱挥散率=

3、(纯碱挥散量/纯碱用量）×100%（2-4-14）它是一个实验值，它与加料方式、熔化方法、熔制温度等有关。在池窑中飞散率一般在0.2%~3.5%。2.芒硝含率：指芒硝引入Na2O与芒硝和纯碱引入的Na2SO4总量之比，即：芒硝含率=﹛芒硝引入Na2O/(芒硝引入Na2O+纯碱引入Na2O)﹜×100%芒硝含率一般掌握在5%~8%。3.煤粉含率煤粉含率指由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的Na2O之比，即：煤粉含率=﹛（煤粉×C含量）/（芒硝×Na2SO4含量）﹜×100%煤粉的理论含率为4.2%。根据火焰性质、熔化方法来调节煤粉含率。在生产上一般控制在3%~5%。4.萤石含率萤石含率指由萤石

4、引入的CaF2量与原料总量之比，即：萤石含率=（萤石×CaF2含量）/原料总量×100%它随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减，在正常情况下，一般在18%~26%。（二）计算步骤第一步先进行粗算，即假定玻璃中全部SiO2和Al2O3均由硅砂和砂岩引入；CaO和MgO均由白云石和菱镁石引入；Na2O由纯碱和芒硝引入。在进行粗算时，可选择含氧化物种类最少，或用量最多的原料开始计算。第二步进行校正。例如，在进行粗算时，在硅砂和砂岩用量中没有考虑其他原料引入的SiO2和Al2O3，所以应进行校正。第三步把计算结果换算成实际配料单。（三）配料计算实例（见275页）三、配合料制备（一）对配合料的质量要

5、求保证配合料的质量要求是加速玻璃熔制高玻璃质量，防止产生缺陷的基础措施。对配合料的主要要求是：（1）构成配合料的各种原料均应有一定的粒度组成，即同一种原料应有适宜的粒度，不同原料间保持一定的粒度比，以保证配合料的均匀度、熔制速度、玻璃液均匀度、提高混合质量，防止配合料的分层。（2）配合料中应具有一定水分，使水在石英颗粒原料表面上形成水模，5%的纯碱和芒硝溶于水膜中，有利于加速熔化。（3）为利于玻璃液化气澄清和均化，配合料需有一定的气体率。气体率=(逸出气体量/配合料总量)×100%（2-4-18）4.必须混合均匀，以保证玻璃液的均匀性。（三）配合料的质量控制配合料的质量是根据其均匀性与

6、化学组成的正确性来评定的。在设计和生产上应考虑的一些质量控制如下：（1）原料成分的控制；（2）原料水分的控制；（3）原料颗粒度的控制；（4）称量精度的控制；（5）混合均匀度的控制；（6）分料（分层）的控制；（7）粉料的飞料、沾料、剩料、漏料的控制。第四节玻璃体的缺陷制备各种玻璃制品的工艺过程对其质量与性能有重要影响，因此，必须严格控制工艺过程，尽可能防止缺陷的产生。玻璃体的缺陷按缺陷的状态不同，可以分为三大类：■气泡（气体夹杂物）；■结石（结晶夹杂物）；■条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）。第五节普通玻璃制品的生产玻璃制品种类繁多，根据不同用途，选择不同的组成和生产工艺，制造出满足性能要求的产

7、品。（三）瓶罐玻璃的生产工艺特点玻璃瓶罐一般均采用连续作业的池窑生产。玻璃瓶罐机成形后，将瓶罐送入连续作业式退火炉进行退火，再进行加工和增强处理，得到符合使用要求的玻璃瓶罐制品。当前玻璃瓶罐生产的最大改革是玻璃瓶的轻量化。二、器皿玻璃的化学组成（wareglass）器皿玻璃的组成必须满足下列要求：（1）具有使用要求的热稳定性和化学稳定性；（2）易于熔制和澄清；（3）符合成形方法要求的粘度温度曲线；（4）生产过程中不易析晶。（二）对器皿玻璃的基本