玻璃的黏度(1).ppt

1,玻璃工艺学,玻璃的性质,2,玻璃工艺学,玻璃性质概述定义：指玻璃对外界因素的作用所作出的反应。外因玻璃性质热热稳定性、热膨胀系数、导热系数电电导率、介电损耗光折射率、反射、光吸收机械力机械强度、弹性模量、硬度化学介质化学稳定性,分类：迁移性质、非迁移性质、其它性质,3,玻璃工艺学,1.迁移性质可用离子迁移时克服势垒的能量衡量。成分与性质间不符和加和法则。包括电导、电阻、粘度、化稳性等。在Tg,Tf内逐渐变化,2.非迁移性质和玻璃成分间关系简单，符合加和法则。包括折射率、色散、弹性模量、硬度、热膨胀系数、介电常数等。在Tg,Tf内突变。,玻璃性质概述,4,玻璃工艺学,3.其它性质光吸收、颜色等。是由于电子在离子内跃迁、在不同离子间的电荷迁移及原子或原子团的振动引起。,玻璃性质概述,5,玻璃工艺学,（一）粘度的物理意义粘度是用来衡量粘滞流动的，它表示了液体的内摩擦力。这种内摩擦力是液体结构的外在表现。,定义：粘度指面积为S的两平行液层以一定的速度梯度（dv/dx）移动时需克服的内摩擦阻力f。,液体流动时内摩擦力,一、玻璃的粘度,6,玻璃工艺学,f=S(dv/dx)(4-1)粘度或粘度系数,单位：国际单位：帕斯卡秒（PaS）常用单位：泊（P）1PaS=10P,=1/-流动度,20C水=10-3PaS玻璃=10PaS1018PaS,7,玻璃工艺学,8,玻璃工艺学,（二）粘度特征点（PaS）对应温度日用玻璃石英玻璃10澄清温度1500C2000C102103自动供料温度1178C104105结晶过程103106.6操作范围31061.5107软化温度764C1580C,1012退火上限583C1084C1012.4转变点Tg1013.5应变点539C956C,9,玻璃工艺学,（三）粘度和温度的关系,玻璃的粘度随温度降低而增大，从玻璃液到固态玻璃的转变过程中，粘度是连续变化的。,1.粘度与温度关系的量化质点移动（流动）需有克服一定势垒（u）的能量。u流动性粘度,=Aeu/KT（4-2）=1/=Aeu/KT（4-3）u-粘滞活化能（势垒）-流动度Lg=+/T(u是常数)（4-4）=LgA=(u/K)Lge,10,玻璃工艺学,bc中温段冷却时不断发生聚合，故此段为非线性关系。,ab、cd段为线性关系高温熔体基本无聚合低温聚合趋于完毕,11,玻璃工艺学,2.玻璃的-T曲线用d/dT表示料性d/dT大即料性短（A）曲线较陡d/dT小即料性长（B）曲线较平缓料性短的玻璃可有较高的成型机速。,炉中以相同速度升温，伸长速度不同，玻璃2料性较短,12,玻璃工艺学,（四）粘度与玻璃组成的关系1.氧硅比O/Si表现了网络连接程度。O/Si大时Onb多，较小。O/Si小时Onb少，较大。,2.化学键的强度其他条件相同时化学键越强粘度越大。,R2O-SiO2中R+使粘度降低（1）O/Si高时，LiNaK,（2）O/Si低时，LiNaAl2O3(N=4)ZrO2(N=8)TiO2(N=6)GeO2(N=4),氧化硼表现明显。硼反常BO4BO3,6.其它阴离子对粘度影响OH使降低氟化物取代氧化物降低,15,玻璃工艺学,小结（1）SiO2、Al2O3、ZrO2等增加粘度。（2）碱金属氧化物降粘度。（3）PbO、CdO、Bi2O3、SnO等降低粘度。,（4）碱土金属氧化物高温降粘度，低温升粘度。（使料性变短）增加粘度的顺序Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+,lg=13,lg=3,16,玻璃工艺学,（五）粘度的计算与测量1.测量（常测高温粘度）落球法：=100.51.3105Pas，根据斯托克斯沉降原理，测定铂球在熔体中下落速度求。转筒法：=101107Pas，利用铂丝悬挂的转筒浸在熔体内转动，悬丝受到熔体的粘滞阻力作用而扭成一定角度，由此扭转角的大小来测定。拉丝法：=1071014Pas，TfTg间用无荷重玻璃丝法;Tg以下用玻璃丝荷重伸长法.如:成型下限温度即玻璃丝由于自重每分钟伸长1mm时的温度,17,玻璃工艺学,2.计算,奥霍琴法：T=AX+BY+CZ+DT某粘度值对应的温度；X、Y、Z分别是Na2O、CaO+Mg0、A12O3的质量百分数；A、B、C、D分别是Na2O、CaO+3Mg0、Al2O3、SiO2的特性常数，随粘度值而变化。,18,玻璃工艺学,19,玻璃工艺学,计算举例,玻璃的成分为：Na2O15、CaO、Mg01、Al2O3、SiO273，试求黏度=10Pas时的温度？,T=15.37156.25(8+1)+53+