玻璃工艺学玻璃原材料及废玻璃利用

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1、第二章玻璃工艺学原理结束玻璃的通性一、各向同性二、介稳性四、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性三、由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆和渐变的一、各向同性均质玻璃其各方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热系数等都相同。玻璃的各向同性是其内部质点无序排列而呈现统计均质结构的外在表现。二、介稳性熔体冷却成玻璃体时并没有处于能量最低的状态，仍然有自发转变为晶体的可能热力学——介稳状态，有析晶的趋势动力学——高粘度，析晶不可能，长期保留高温时的结构而不变化。又是非常稳定的由熔融态向玻璃态转变的过程是可逆的与渐变的，这与熔体的结晶

2、过程有明显区别。三、凝固的渐变性和可逆性TgTMDCBAKFMEVQ过冷液体晶体玻璃态液体快冷慢冷1）对晶体，内能和体积曲线均不连续对玻璃，内能和体积曲线是连续2）几个重要温度TM(熔点)：当熔体向固体转变时，若是析晶过程，当温度下降至TM时，由于出现新相，同时伴随体积、内能的突然下降与黏度的剧烈上升。TM即为熔点。Tg（玻璃形成温度，或称脆性温度）：是玻璃出现脆性的最高温度.在这个温度下可以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力，也称为退火温度上限。三、凝固的渐变性和可逆性TgTMDCBAKFMEVQ过冷液体晶体玻璃态液体快冷慢冷冷却速率会影响Tg大

3、小，快冷时Tg较慢冷时高，K点在F点前。Fulda测出Na－Ca－Si玻璃：(a)加热速度(℃/min)0.5159Tg(℃)468479493499(b)加热时与冷却时测定的Tg温度应一致。实际测定表明玻璃化转变并不是在一个确定的Tg点上，而是有一个转变温度范围，几十到几百度之间。结论：玻璃没有固定熔点，玻璃加热变为熔体过程也是渐变的、可逆的。3）冷却速率与熔融温度范围★玻璃转变温度Tg是区分玻璃与其它非晶态固体的重要特征。★传统玻璃：TM>Tg传统玻璃熔体与玻璃体的转变是可逆的，渐变的。★无定形物质：TM

4、的Si、Ge、Bi等无定形薄膜在加热到Tg之前就会产生析晶相变，宏观特性上也有一定差别。三、凝固的渐变性和可逆性第一类性质：玻璃的电导、比容等第二类性质：玻璃的热容、膨胀系数、折射率等第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等四、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性性质温度TgTfTf：软化温度。它是玻璃开始出现液体状态典型性质的温度。四、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性性质温度TgTf1)性质—温度曲线:a)Tg以下的低温段和Tf以上的高温段其变化几乎成直线关系。b)Tg以下为固体状态，Tf以上为熔体状态，它

5、们随温度的变化分别按照固体和熔体的变化规律。c)在Tg和Tf温度范围内是固态玻璃向玻璃熔体转变的区域，由于结构随温度急速的变化，因而性质随之突变。四、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性性质温度TgTf2）冷却速度不同，熔体达到Tg和Tf温度的时间不同，因此原子调整自己位置的机会不同，玻璃的结构不同。玻璃的性质与玻璃的结构是密切相关的。所以在研究玻璃的性质时，除玻璃的成分外，还要注意玻璃的热历史。2.1原料学习要点主要原料和辅助原料所引入的组成，组成对玻璃结构、性质，生产工艺的影响。原料的选用、质量控制碎玻璃的应用结束2.1.1原

6、料的定义和分类2.1.1.1原料的定义玻璃原料：用于制备玻璃配合料的各种物质。2.1.1.2原料的分类结束1）玻璃原料主要原料给玻璃引入各种组成的原料辅助原料使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料2）主要原料的类别引入酸性氧化物的原料：引入SiO2、B2O3、Al2O3、P2O5原料引入碱金属氧化物的原料：引入Na2O、K2O、Li2O原料引入碱土金属氧化物和二价金属氧化物的原料：引入CaO、MgO、BaO、PbO原料引入多价金属氧化物的原料：引入TiO2（四价金属氧化物）的原料结束3）辅助原料的类别结束澄清剂、乳浊剂、助熔剂、着色剂、脱色剂、氧

7、化剂、还原剂2.1.2原料的选用原则结束原料的选用原则:选用符合质量要求且稳定的原料选用易于加工、成本低和能大量供应的原料少用对人体和环境有害的原料使用对耐火材料侵蚀小的原料2.1.3主要原料1引入SiO2、B2O3、Al2O3、P2O5原料引入SiO2原料:石英砂、砂岩、石英岩和石英（在日用玻璃中的用量约占配合料重量的60%~70%）结束引入B2O3原料:硼酸、硼砂和含硼矿物（硼镁石、钠硼解石、硅钙硼石）引入Al2O3原料:长石、粘土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝、含Al2O3矿渣和废料、含长石的尾矿引入P2O5原料:磷酸铝、磷酸钠、磷酸二氢铵、磷酸钙和骨

8、灰等2引入Na2O、K2O、Li2O原料引入Na2O原料：纯碱和芒硝结束引入K2O原料：钾碱（