玻璃的黏度(1)

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1、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,

2、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（Pa S） 常用单位：泊（P） 1 Pa S=10 P,=1/ - 流动度,20C水 =10-3 Pa S

3、 玻璃=10 Pa S 1018 Pa S,7,玻璃工艺学,8,玻璃工艺学,（二）粘度特征点 （Pa S） 对应温度 日用玻璃 石英玻璃 10 澄清温度 1500 C 2000 C 102103 自动供料温度 1178 C 104105 结晶过程 103106.6 操作范围 31061.5107 软化温度 764 C 1580 C,1012 退火上限 583 C 1084 C 1012.4 转变点Tg 1013.5 应变点 539 C 956 C,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

4、质点移动（流动）需有克服一定势垒（u）的能量。 u 流动性 粘度, =A eu/KT （4-2） =1/ =A eu/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

5、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 ，Li Na K,（2）O/Si 低时 ，Li Na K,13,玻璃工艺学,（3）CaO 在Na2O-CaO-SiO2玻璃中降高温粘度，升低温粘度。,一般含量12.5%，含量过多料性 短、脆性 大、易析晶。,3.阳离子极化力 阳离子极化力大，减弱硅氧键的作用强，使降低。 非惰性气体型阳离子极化力

6、 惰性气体型 如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。,14,玻璃工艺学,5 . 配位数, 电荷相同时N越大越大。 如：In2O3(N=6) Al2O3 (N=4) ZrO2 (N=8) TiO2 (N=6) GeO2 (N=4), 氧化硼表现明显。 硼反常 BO4 BO3,6.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

7、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： = 100.5 1.3105 Pas，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： = 101 107 Pas，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+D T某粘

8、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：Na2O 15、CaO、Mg0 1、Al2O3、SiO2 73，试求黏度 = 10 Pas时的温度？,T=15.37156.25(8+1)+53+1194.22=922,则温度共降低：25=10,T = 10 =92210=912,Mg0实际含量比低，由表知， = 10 Pas时， CaO每取代Mg0，温度下降,20,玻璃工艺学,谢谢大家,阿洛奇美第 提供,