复习思考题解答--玻璃工艺学.doc

第二篇 玻璃工艺学 第二章 玻璃的性质 1答： 不是，玻璃通性有：各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性和可逆性。 2答： 可以，但不很完善。 3答：熔制中粘度小，有利于玻璃液澄清、均化；成型中粘度不均匀产生玻筋；粘度的作用，使玻璃厚度均匀；粘度随温度变化的快慢影响成型速度；退火中退火在恰当的粘度下进行。 4答：近程有序，远程无序。 5答：晶子学说强调了玻璃结构的有序性、不连续性、不均匀性；无规则网络学说强调了玻璃结构的连续性、无序性、统计均匀性。 6答：玻璃纤维机械强度更大，因为尺寸小，生产中冷却均匀，表面微裂纹少。 7答：减小玻璃中存在的温度差，提高热稳定性。 8答：急冷过程中，表面产生张应力， 急热时表面产生压应力，玻璃抗张强度远小于抗压强度。 9答：窗玻璃中含有二价金属离子，对碱金属离子的迁移有压制效应，迫使离子交换反应停止。 10答：在大气中更容易损坏。因为在大气中主要是玻璃表面薄膜水侵蚀玻璃，量小，侵蚀中产生的碱溶解于水后浓度大，相当与碱侵蚀玻璃，碱可以直接溶解玻璃骨架。 11答：因为玻璃中的碱金属离子等不能迁移。 12答：因为铅离子极化率大，有利于提高玻璃折射率。 13答：CuO、Cr2O3、CoO、Mn2O3能使玻璃着色, 因Cu2+、Cr3+、Co2+、Mn3+的d轨道上有未配对的电子，且不是呈半满状态，Ca 2+没有d轨道，Cu+的d轨道呈全满状态，不符合离子着色条件。 第三章 玻璃生产工艺 1答：因为高岭土中Al2O3含量高，平板玻璃配合料粒度大，如果混合质量稍差，熔化后局部Al2O3含量高，玻璃中会出现条纹。 2答：因Na2O含量低导致储库储量增大；耐火材料损坏加快，缩短熔窑寿命；可能出现芒硝泡影响玻璃质量。 3答：正确性，稳定性，均匀性，恰当的颗粒度与颗粒组成，一定的水分含量，一定的气体含率。 4答：不是。 5答：根据物料性质选择混合机，合理的放料顺序，合理的加水量、加水方式，恰当的混合时间，恰当的装填量。 6答：提高配合料的气体含率，有利于玻璃液的均化。 7答：加入澄清剂可降低玻璃液表面张力，增大玻璃液中气体过饱和度，有利于气泡长大。 8答：因为箱式蓄热室比上升道式蓄热室中格子体体积大，蓄热能力强。 9答：分支烟道闸板可以调节各蓄热室出入的空气（或煤气）、烟气分配比例；空气、煤气交换器用于改变空气、煤气、烟气流动方向，实现火焰换向；中间烟道闸板调节进入空气、煤气蓄热室的烟气比例而控制空气、煤气预热温度；总烟道闸板调节窑压。 10答：硅砂（或长石）、砂岩引入SiO2、Al2O3，石灰石、白云石引入CaO、MgO，纯碱、芒硝引入Na2O。 11答：有利于溶化，有利于流动，有利于混合，有利于精选。 12答：颚式破碎机、对辊、锤式破碎机、反击式破碎机、笼形碾，有时采用自磨机、圆锥破碎机加工砂岩。筛分设备采用机械振动筛、六角筛、平面摇筛。“过粉碎”导致设备磨损加剧，原料铁含量增大，能耗增大，混合时出现料蛋，扬尘严重。 13答：正确选择称量设备，采用恰当的称量方法，料仓中物料不堵塞，给料设备做到“令行禁止”，解决沾料、漏料、飞料等方面问题。 14答：混合机的混合机理，放料顺序，加水量、加水方式，混合时间，装填量，混合机运转速度。 15答：加水使配合料保持湿润，使配合料稳定，不容易分料、扬尘，纯碱等最大限度地与硅质原料接触而有利于助熔；可以用水雾、水蒸气形式加水；水量不足使其作用不能发挥，水量过大使能耗增大；水温低使水成为纯碱、芒硝结合水，配合料干燥，易分料，扬尘严重， 16答：与粉料在混合机中混合后加入：能破坏粉料料蛋，减少分料，有利于发挥碎玻璃助熔作用，但混合机磨损严重，卡卸料门，混合机粉料加入量减少；碎玻璃从熔窑两侧单独加入，减轻粉料对池壁、小炉、蓄热室侵蚀，减轻偏料，但对粉料助熔效果不能发挥；采用辊式投料机将碎玻璃作为粉料的垫层加入，可以减少扬尘，但助熔效果不好；在配合料输送皮带上加入碎玻璃，进入料仓时可与粉料混合，有利于对粉料助熔，但混合效果不很好；碎玻璃随即加入，不提倡。 17答：因二次挥发，使碎玻璃熔成的玻璃碱金属氧化物含量低于碎玻璃，使成分发生改变，可能出现条纹、脆性增大等问题，所以在碎玻璃用量大时需要补碱。 18答：熔化困难，玻璃出现配合料结石，周围可能有气泡、析晶结石等。 19答：采用窑头料仓储存，料罐也有储料功能。储料时间过长，料仓高度、断面尺寸大，因长时间高温，料仓中水分蒸发，投料时扬尘严重、分料严重，储料时间过短，当输送设备检修时间长会影响熔窑作业的连续性。 20答：硅酸盐形成阶段影响因素：原料种类、配合料粒度、均匀度、成分、温度；玻璃形成阶段影响因素：玻璃成分、颗粒度、原料种类、温度、液流；澄清阶段影响因素：玻璃液表面张力、粘度、液流；均化阶段影响因素：液流、不均质体成分、表面张力等；冷却阶段影响因素：冷却方式、熔窑结构、作业制度等 21答：温度、窑压、液面、泡界线 22答：泡界线是生产流与投料回流达到平衡的结果。泡界线跑远侧升温、减少投料，跑近侧降温、增加投料。 23答：熔化是减速进行的。因为玻璃液粘度越来越大，且玻璃液中SiO2含量越来越高，不利于SiO2分子从砂粒周围向玻璃液扩散。 24答：粒度越小，熔化速度越快，但如果形成了单一组分的料蛋则无此作用。 25答：玻璃液澄清目的在于排除玻璃液中可见气泡。粘度大，不利于澄清；表面张力大有利于小气泡减小、溶解，但不利于大气泡长大、排除。 26答：低温时As2O3与NaNO3分解释放的氧气反应成为As2O5，高温时As2O5分解释放氧气，用于澄清。 27答：温度升高，玻璃液粘度、表面张力减小，有利于气泡长大，温度降低则不利于长大，但有利于气泡溶解，如果不稳定，则长大、溶解都不容易进行；窑压大则空间气体溶解于玻璃液面，再进入气泡，气泡长大，窑压波动，不利于长大。 28答：分散不均质体，使玻璃液成分均匀分布。 29答：温度降低到使玻璃液具有可成型的粘度，但冷却过程中不影响玻璃液质量。 30答：过高，耐火材料损坏加剧，玻璃中出现耐火材料结石、气泡；过低，配合料熔制速度慢，澄清、均化质量差，出现配合料结石、气泡、条纹。上述缺陷周围可能有析晶结石。31答：采用液面监控仪器，使投料量与拉引量相适应。 32答：还原中性氧化 33答：燃烧产物量减小，提高火焰温度；燃烧速度快，火焰长度减小，增大熔窑温度差；耐火材料损坏速度加快，玻璃中出现耐火材料结石，熔窑寿命缩短。 34答：(1) 配合料结石：主要有 SiO2结石，产生于配合料熔化不完全，该结石一般为白色，棱角模糊，表面有沟槽，周围有白色波筋圈、方石英结石、鳞石英结石；(2) 耐火材料结石，主要有SiO2结石、Al2O3SiO2 质结石。SiO2结石主要来源于熔窑火焰空间，有矛头双晶结构的鳞石英，周围常有色，有方石英、鳞石英析晶结石；Al2O3SiO2质结石主要来源于池壁耐火材料受到玻璃液的冲刷、侵蚀，结石棱角分明，矿物为莫来石、刚玉、斜锆石等，周围有波筋圈，可能有次生莫来石、霞石、长石等矿物。 35答：保护锡液以免被氧化，减少锡耗，提高玻璃质量。 36答：锡熔点低，沸点高，可以保证在玻璃成型温度范围内为液体；蒸气压小，损耗小；密度大于2.5，保证玻璃带漂浮；不润湿玻璃，不与玻璃发生化学反应，使玻璃质量好，锡耗小。 37答：表面张力使表面积最小化。 38答：高钙、中镁、低铝、微铁、少碱。 39答：锡槽中H2的存在，使锡槽中保持还原气氛，将玻璃中 Fe3+ 还原为Fe2+，Fe2+在玻璃中的着色能力比Fe3+强得多。 40答：摊平、抛光、拉薄、冷却定型。 41答：防止外界空气进入锡槽氧化锡液， 42答：冷却使从槽底耐火材料漏到钢板处的锡液凝固，防止槽底漂浮。 43答：烘烤锡槽、事故保温、调节作业温度分布。 44答：摆角相反（增厚时为负摆角）。 45答：玻璃进锡槽时温度1100左右，有一定流动性，同时又能承受一定拉力、剪切力，便于探平、抛光和随后控制厚度；出锡槽温度为600左右（略高于软化点），玻璃基本硬化，但可以在一定范围内弯曲，便于玻璃被抬起到过渡辊台上进入退火窑。 46答：消除或减小玻璃中的永久应力。 47答：暂时应力和永久应力。暂时应力的存在是因为在应变点以下玻璃中存在温度差，使玻璃不同部位出现分子体积差异；永久应力的产生是因为在应变点以上玻璃中存在温度差，但因应力松弛，冷却到室温后，在应变点以下产生的应力不能被抵消。 48答：表面温度稳定前更容易破裂，因为稳定后表面新产生芽应力，使稳定前表面张应力减小。 49答：是暂时应力，因为温度低于应变点。 50答：平板玻璃尺寸大，冷却中玻璃内外冷却速度不同，产生较大温度差，冷却中或者冷却后玻璃会出现热应力，只有通过退火，消除或减小这种应力；玻璃纤维尺寸小，内外冷却速度基本相同，所以不需要退火。 51答：前者出现的应力更大。因为前者含碱金属氧化物，使之具有更大的热膨胀系数。 52答：降低玻璃机械强度，影响光学性能。 53答：玻璃进行二次加热退火过程是：加热保温慢冷快冷。加热使玻璃温度升高到应变点以上的退火温度，保温减小玻璃中的永久应力，慢冷使玻璃中不重新产生超出许可的永久应力，在应变点以下温度快冷，不会产生永久应力（只产生暂时应力），快冷可以缩短退火时间。 54答：冷却更容易破裂，因为冷却中玻璃表面产生张应力，加热中则反之，而玻璃抗张强度比抗压强度小得多。 55答：加热均热阶段、重要冷却带、缓慢冷却带、快速冷却带、急速冷却带。 56答：从前向后，玻璃温度越来越低，玻璃应力松弛的速度越来越慢，产生永久应力的可能性越来越小，但随着温度的降低，与环境之间温度差越来越小，只有加大冷却强度，才能使玻璃具有较快冷却速度，缩短退火时间。 第四章 玻璃深加工 1答：钢化玻璃表面有均匀分布的压应力，机械强度高，不容易破裂；使用中最大张应力在玻璃内部，破裂后碎片尺寸小，无尖锐棱角。 2答：夹层玻璃破裂后，碎片因树脂存在不脱落。 3答：物理钢化、化学钢化。 4答：玻璃热膨胀系数，钢化温度，冷却速度，玻璃厚度。 5答：提高钢化温度在一定程度上，可以提高玻璃的钢化程度。 6答：先增压，后升温，先降温，后降压。 7答：防止加热时粘片。 8答：避免边部应力集中导致钢化时破裂；避免钢化后磨边导致钢化玻璃破裂。 9答：玻璃表面有油污、粉尘、玻璃碎屑等，若不清除，钢化加热时碎屑熔化在玻璃表面出现缺陷，被夹到玻璃片之间后不能被清除。 10答：空气中的粉尘沉降到玻璃表面产生缺陷。 11答：切割过程中破坏玻璃表面压应力层，或应力不能均匀分布，玻璃破裂。 12答：隔热、隔音、降低结露温度。 第五章 环境保护 1答：水体污染、大气污染、固体废物污染、放射性污染、噪声污染。 2答：（一）燃料燃烧产生的废气，包括S