《玻璃包裝材》ppt課件

1、第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料 玻璃的定義及分類 定義 廣義包括：無機(jī)玻璃和有機(jī)玻璃兩大類。 這里玻璃指無機(jī)玻璃。 定義：介于晶態(tài)和液態(tài)之間的一種特殊形狀，由熔融體過冷而得，其內(nèi)能和構(gòu)形熵高于相應(yīng)的晶態(tài)，其構(gòu)造為短程有序和長(zhǎng)程無序。 組成及分類 元素玻璃 玻璃 鹵化物玻璃 氧化物玻璃：工業(yè)消費(fèi)的商品玻璃的主要種類。 硫?qū)俨ＡУ?玻璃的命名 由兩種以上玻璃構(gòu)成體氧化物組成的玻璃，以其含量多少來命名。舉例：在SiO2 , B2O3 , Al2O3 作玻璃構(gòu)成體構(gòu)成的玻璃中，假設(shè)氧化物含量SiO2 B2O3 Al2O3 叫做鋁硼硅酸鹽。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第一節(jié) 玻璃的構(gòu)造

2、 一、晶體與玻璃晶體與玻璃的比容-溫度曲線比容溫度玻璃態(tài)晶態(tài)熔融態(tài)液態(tài)過冷熔體TgTm第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料2、Na2O-CaO-SiO2系玻璃構(gòu)造第一節(jié) 玻璃的構(gòu)造 第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料3、普通玻璃構(gòu)造 普通玻璃組成含有Na2O12%16%，CaO 6%12%， SiO266%75%，還有少量Al2O3 , MgO等氧化物，屬鈉鈣系玻璃。第一節(jié) 玻璃的構(gòu)造 第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第二節(jié) 玻璃的物理性能決議于 構(gòu)成玻璃的原子質(zhì)量 也與原子的堆積及配位數(shù)有關(guān)。 玻璃構(gòu)造嚴(yán)密，密度增大。反之，那么降低。各類玻璃密度相差甚大。 密度最小的石英玻璃為2

3、.21g/cm3 含有大量氧化鉛的重燧石玻璃密度達(dá)6.5g/cm3 普通玻璃密度在2.5g/cm3左右一密度第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料二硬度硬度是固體資料抵抗另一種固體深化其內(nèi)部而不產(chǎn)生剩余形變的才干。玻璃的硬度主要決議于原子半徑、電荷大小及堆積密度。第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料三機(jī)械強(qiáng)度玻璃是一種脆性資料， 其機(jī)械強(qiáng)度普通用耐壓、抗張、 抗沖擊強(qiáng)度等表示。 分實(shí)際強(qiáng)度和實(shí)踐強(qiáng)度。第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料粘度：是表征流體內(nèi)摩擦力或者表示妨礙液體流動(dòng)性質(zhì)的物理量。AFvy流體的粘度f=.A.(dv/dy) 式中：f內(nèi)

4、摩擦力 A液層面積 dv/dy垂直于流體挪動(dòng) 方向上的速度梯度。比例系數(shù)叫做內(nèi)摩擦系數(shù)或粘度。=(f/A)/(dv/dy)=/(dv/dy)式中： 粘性液體流動(dòng)時(shí)的剪切應(yīng)力 粘度，單位泊P),或用Pa .s表示。 10P=1Pa .s四玻璃的粘度第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料 在玻璃加工工藝中，經(jīng)常把粘度在10105 Pa .s102106P范圍內(nèi)隨溫度變化的快慢叫做玻璃的料性。長(zhǎng)性玻璃料性長(zhǎng)的粘度隨溫度變化慢；短性玻璃料性短的粘度隨溫度變化快。留意四玻璃的粘度第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料定義：物體把熱能傳送給溫度較低方向的才干，稱

5、為導(dǎo)熱性。玻璃是熱的不良導(dǎo)體。高溫時(shí)主要是輻射傳熱；低溫時(shí)那么以熱傳導(dǎo)為主。玻璃的導(dǎo)熱性與組成有關(guān)。 引入SiO2 , B2O3 , Al2O3 等氧化物時(shí)，導(dǎo)熱性添加。 引入一價(jià)和二價(jià)金屬氧化物時(shí)，導(dǎo)熱性降低。玻璃的導(dǎo)熱性第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料六玻璃的光學(xué)性質(zhì) 玻璃有優(yōu)良的光學(xué)性能，其光學(xué)性質(zhì)包括折射、反射和透射。取決于玻璃的組成，與制造工藝與光的波長(zhǎng)有關(guān)。對(duì)于玻璃容器，透明的玻璃包裝可以促進(jìn)產(chǎn)品的銷售?？梢姽馀c紫外光的穿透可加速玻璃容器中有些產(chǎn)品的蛻變。第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性是指玻璃抗耐氣體、水、

6、酸、堿或其他化學(xué)試劑、藥物溶液等侵蝕的才干。 普通玻璃具有極好的化學(xué)惰性，但成分中的Na2O及其他金屬離子能溶于水，而導(dǎo)致玻璃的侵蝕及與其接觸的溶液的pH值發(fā)生變化。玻璃水潮濕空氣酸堿七玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性第二節(jié) 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料5、玻璃化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試 粉末法用水、酸或堿溶液對(duì)一定顆粒度和一定質(zhì)量的 玻璃粉末進(jìn)展侵蝕，然后再選擇適當(dāng)方法測(cè)定 其浸蝕量。粉末法是對(duì)玻璃新的斷面的浸蝕，能較客觀反映玻璃本身的化學(xué)穩(wěn)定性。 外表法對(duì)一定外表積的玻璃試樣或容器，用水、酸或 堿溶液進(jìn)展浸蝕的測(cè)定方法。具有與實(shí)踐運(yùn)用條件接近的優(yōu)點(diǎn)。玻璃外表形狀會(huì)隨時(shí)遭到周圍氣氛的影響。第二節(jié)

7、 玻璃的物理性能第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工一.玻璃的熔制和成型 一、玻璃的熔制 1、玻璃熔爐 又叫玻璃熔窯。有兩種類型：池窯和坩堝窯。 熔制溫度為15001600。 由耐火資料制成，規(guī)格用面積表示，爐壁壽命3年。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工一.玻璃的熔制和成型 2、玻璃熔制過程 硅酸鹽構(gòu)成階段 反響在較大程度上是在固態(tài)下進(jìn)展的，這一階段終了時(shí)，配合料變成了由硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結(jié)物。 在800-900完成。 玻璃構(gòu)成階段繼續(xù)加熱，硅酸鹽與剩余二氧化硅相互熔解，燒結(jié)物變成了透明體，化學(xué)組成和性質(zhì)不穩(wěn)定。 溫度

8、在1200-1250之間。 廓清階段 溫度提高，粘度逐漸下降，玻璃液中的可見氣泡漸漸跑出，進(jìn)入爐氣，即所謂廓清過程。 溫度1400-1500。 粘度維持在100P左右。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 均化階段 玻璃的化學(xué)組成和折射率趨向一致的階段叫均化。 溫度稍低于廓清階段。 冷卻階段 玻璃的質(zhì)量到達(dá)了要求，冷卻玻璃液使溫度下降200300。 冷卻后溫度約為1200。 粘度添加到可向供料機(jī)供料所需數(shù)值1000P)。 熔制過程是延續(xù)作業(yè)，5個(gè)階段在熔爐的不同部位進(jìn)展。一.玻璃的熔制和成型2、玻璃熔制過程第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成

9、型與加工 二)、玻璃容器的成型 1、玻璃粘度隨溫度的變化及特征溫度 粘度隨溫度下降而增大的特性是玻璃制品成型和定型的根底。 在玻璃消費(fèi)中常把不同階段的特征粘度值及對(duì)應(yīng)的特征溫度作為工藝參數(shù)和監(jiān)測(cè)工藝過程的操作點(diǎn)加以控制。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工熔點(diǎn)：又叫熔融溫度，玻璃熔點(diǎn)是一個(gè)溫度范圍。成型操作點(diǎn)：在操作點(diǎn)到軟化點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)，粘度變化猛烈，玻璃在此范圍成型。對(duì)瓶罐玻璃，成型開場(chǎng)料滴和終了的粘度分別為103P和107P，對(duì)應(yīng)溫度分別為1200和760左右。軟化點(diǎn)：是玻璃不能形變的最高溫度。退化點(diǎn)：原子有足夠的分散速度，可以在短時(shí)間內(nèi)消除玻璃剩余應(yīng)力。應(yīng)

10、變點(diǎn)：玻璃開場(chǎng)變?yōu)榇嘈怨腆w。在應(yīng)變點(diǎn)附近由于粘度添加，引入的應(yīng)力將成為剩余應(yīng)力留在硬化玻璃中。二)、玻璃容器的成型第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工二)、玻璃容器的成型第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工三、成型缺陷玻璃容器成型后，能夠存在許多缺陷，一些來自玻璃原料，一些來自模具、成型操作。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 三、玻璃容器的退火及外表處置 玻璃在成型后冷卻過程中產(chǎn)生的剩余熱應(yīng)力使瓶罐的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性大大降低，甚至自行破裂，玻璃容器及制品的退火就是消除玻璃中剩余熱應(yīng)力的熱處置過程。

11、玻璃瓶罐中的應(yīng)力 永久應(yīng)力 當(dāng)玻璃冷卻到室溫，溫度梯度消逝后依然存在的應(yīng)力稱為永久應(yīng)力或剩余應(yīng)力。 產(chǎn)生的根本條件：冷卻的速度快，開場(chǎng)冷卻的溫度在玻璃應(yīng)變點(diǎn)之上。 除非經(jīng)退火處置，否那么永久應(yīng)力將不斷存在于玻璃制品中。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 暫時(shí)應(yīng)力 玻璃中隨溫差的存在而存在，隨溫差的消逝而消逝的熱應(yīng)力稱為暫時(shí)應(yīng)力。 產(chǎn)生的根本條件：冷卻速度快，而開場(chǎng)冷卻時(shí)的溫度低于玻璃應(yīng)變點(diǎn)。 普通來說，暫時(shí)應(yīng)力不會(huì)對(duì)玻璃制品呵斥損害，假設(shè)溫度急劇變化產(chǎn)生的暫時(shí)應(yīng)力超越玻璃的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，也能使玻璃破裂。 玻璃瓶罐的退火 是指消除或減小玻璃中的剩余應(yīng)力至允許值的熱處

12、置過程。 任何玻璃制品在加工過程中都存在著剩余熱應(yīng)力或永久應(yīng)力。三、玻璃容器的退火及外表處置第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 退火溫度選擇 退火溫度范圍：在轉(zhuǎn)變溫度Tg以下的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)，玻璃的構(gòu)造基團(tuán)仍能位移，因此可以消除玻璃中的熱應(yīng)力。 普通普通玻璃上限選為粘度為1011P的600 左右，下限選為粘度為1013P的540 左右。 上限退火溫度下，經(jīng)3分鐘能消除應(yīng)力的95%，下限退火溫度下，經(jīng)3分鐘能消除應(yīng)力的5%。 退火工藝 包括加熱、保溫、緩慢降溫及快速降溫4個(gè)階段。 退熾熱處置工藝有一次退火和二次退火之分。 玻璃瓶罐成型后立刻進(jìn)入退火爐的熱處置稱為一

13、次退火。玻璃制品在冷卻后再進(jìn)展退火的叫二次退火。 退熾熱處置在退火爐中進(jìn)展的。三、玻璃容器的退火及外表處置第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 玻璃外表處置技術(shù) 只引見與退火有關(guān)的外表處置技術(shù) 主要包括消除外表裂紋的酸處置、火拋光、涂層、玻璃外表硫霜化反響、雙層涂敷工藝。 酸處置：用氫氟酸或與硫酸配制成混合酸處置玻璃外表，以腐蝕掉外表微小裂紋或使裂紋尖端半徑增大，以提高玻璃強(qiáng)度。 火拋光：加熱玻璃至軟化溫度左右，借外表張力使裂紋愈合，俗稱火拋光或同相處置。 涂敷有機(jī)化合物：在玻璃外表涂敷有機(jī)硅或其他有機(jī)化合物，構(gòu)成堅(jiān)實(shí)的有機(jī)硅薄膜，使外表裂紋愈合的方法，俗稱異相愈

14、合。三、玻璃容器的退火及外表處置第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料第三節(jié) 玻璃容器的成型與加工 硫霜化反響：玻璃制品在退火過程中部分堿性氧化物能與爐氣中的酸性氣體發(fā)生反響，洗去粉霜后在玻璃外表上富集了二氧化硅，提高的玻璃穩(wěn)定性。 雙層涂敷工藝：是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。通常也在退火爐中進(jìn)展，涂敷有機(jī)化合物之前，先涂敷一層金屬氧化物，如氧化錫、氧化鈦等。在退火爐的熱端參與金屬涂敷層，在冷端參與有機(jī)硅等有機(jī)化合物。大大提高了抗沖擊性能和化學(xué)穩(wěn)定性。玻璃外表處置技術(shù)三、玻璃容器的退火及外表處置第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料4. 強(qiáng)化玻璃與輕定量玻璃 強(qiáng)化玻璃又叫鋼化玻璃。 玻璃的強(qiáng)化技術(shù)是根據(jù)玻璃

15、的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高的原理而設(shè)計(jì)的，采用熱處置或離子交換方法，將能抵抗拉應(yīng)力的壓應(yīng)力層預(yù)先置入玻璃外表，使玻璃在遭到拉應(yīng)力時(shí)，首先抵消外表層的壓應(yīng)力。 玻璃的強(qiáng)化技術(shù)與雙層涂敷工藝相結(jié)合，開發(fā)研制了高強(qiáng)度輕量玻璃容器，成為當(dāng)今玻璃包裝資料的一個(gè)主要開展方向。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料4. 強(qiáng)化玻璃與輕定量玻璃 玻璃強(qiáng)化技術(shù) 玻璃外表的熱處置 經(jīng)過熱處置然后急冷制造鋼化玻璃的技術(shù)是較早采用的強(qiáng)化玻璃的方法，也叫風(fēng)冷強(qiáng)化法。 根本作法是用冷空氣或油浴急劇冷卻處于高溫但尚未軟化的玻璃。20 10 0 10 20壓應(yīng)力張應(yīng)力120 80 40 0 40 80 120外表內(nèi)部外表鋼化玻璃的

16、外表與內(nèi)部剩余應(yīng)力截面圖第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料4. 強(qiáng)化玻璃與輕定量玻璃 化學(xué)強(qiáng)化處置 在玻璃外表進(jìn)展離子交換使玻璃強(qiáng)化的方法統(tǒng)稱為化學(xué)鋼化。 原理是把玻璃組成中的Na+置換為半徑較大的K+，由于這種置換作用，將其抵抗拉應(yīng)力的壓應(yīng)力層預(yù)先置入玻璃外表，實(shí)現(xiàn)了玻璃強(qiáng)化的目的。 將普通玻璃置于欲置換離子的熔巖中，在高溫下進(jìn)展離子交換處置是一種使玻璃化學(xué)鋼化的方法。第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料 輕量玻璃容器 重容比 玻璃瓶罐的分量與其容積之比。常用W(g)/C(ml)表示。 是評(píng)價(jià)同樣容積的瓶子分量大小的參數(shù)。 玻璃瓶重與壁厚有關(guān)。 分量瓶是指平均壁厚為3.5mm玻璃瓶。 輕量瓶壁厚平均為22.5mm。4. 強(qiáng)化玻璃與輕定量玻璃第十章第十章 玻璃包裝資料玻璃包裝資料 輕量瓶的級(jí) 可以閱歷公式來表示輕量瓶的級(jí)別或輕量級(jí)的程度 L=0.44WV-0.77 式中：L為輕量化級(jí)；W為瓶重；V為瓶容積(ml)。輕量瓶的輕量化級(jí)L級(jí)別L級(jí)別1.4重重量量級(jí)級(jí)0.71輕輕量量級(jí)級(jí)11.4標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)重重量量級(jí)級(jí) 0 0. .7 7超超輕輕量量級(jí)級(jí)4. 強(qiáng)化玻璃與輕定量玻璃第十章第十