無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)玻璃ppt課件

1、第二篇第二篇 玻璃工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)第一章第一章 引言引言 一、定義 廣義：凡是具有非晶鈦構(gòu)造的固體資料統(tǒng)稱為玻璃。狹義：從熔體中冷卻，在室溫下還堅(jiān)持熔體構(gòu)造的固體資料。即無(wú)機(jī)玻璃。二、分類 按成分：?jiǎn)钨|(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃、無(wú)機(jī)玻璃。 按用途：平板玻璃建筑、日用玻璃、光學(xué)玻璃、器皿玻璃、工藝玻璃醫(yī)用、儀器、激光玻璃。 平板玻璃按消費(fèi)工藝又分為：浮法玻璃、垂直引上玻璃提拉玻璃、壓延玻璃等。三、玻璃工業(yè)開展史15萬(wàn)年前人類首先就利用天然黑曜巖薄片做窗戶玻璃，7000B.C.海盜船無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了人造玻璃的配方。35001500年前開場(chǎng)制造玻璃纖維。直到200A.D.才開場(chǎng)“平板玻璃。1957年，英國(guó)首先首先

2、發(fā)明浮法玻璃專利，1963年美國(guó)購(gòu)買了該專利。1975年，美國(guó)發(fā)明新浮法專利。我國(guó)1971年在洛陽(yáng)首先引進(jìn)浮法消費(fèi)線，現(xiàn)有30多條消費(fèi)線。目前我國(guó)浮法玻璃供不應(yīng)求，各地正在加緊上線。第二章第二章 玻璃的通性玻璃的通性包括：一、各向同性 二、介穩(wěn)性亞穩(wěn)性 三、無(wú)固定熔點(diǎn) 四、性量變化的延續(xù)性和可逆性一、各向同性 在同一塊玻璃中一切的物理化學(xué)性能在各個(gè)方向均一樣。二、介穩(wěn)性亞穩(wěn)性由于玻璃熔體在冷卻過(guò)程中粘度迅速艱苦，來(lái)不及結(jié)晶就成為固體。所以保管了熔體的構(gòu)造，呵斥體系內(nèi)能不是最小，即亞穩(wěn)態(tài)。圖21。 圖圖2 21 1 玻璃體系內(nèi)能隨溫度變化圖玻璃體系內(nèi)能隨溫度變化圖 三、無(wú)固定熔點(diǎn)由于玻璃構(gòu)成過(guò)程

3、中由熔體向固體轉(zhuǎn)變是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)展的，所以其熔化過(guò)程也是在一定的溫度范圍內(nèi)而不是某一溫度點(diǎn)。四、性量變化的延續(xù)性和可逆性決議于其構(gòu)成過(guò)程。第二節(jié)第二節(jié) 玻璃構(gòu)造的假說(shuō)玻璃構(gòu)造的假說(shuō)包括：一、晶子說(shuō) 二、無(wú)規(guī)那么網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)一、晶子說(shuō) 由蘭德爾Randell1930年提出，以為玻璃是由80%的直徑等于1.01.5nm左右的微晶組成，晶體取向無(wú)序。二、無(wú)規(guī)那么網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)由查哈里阿森Zachariasen1932年提出，以為玻璃中硅氧以共價(jià)鍵結(jié)合在三維空間內(nèi)構(gòu)成延續(xù)的網(wǎng)絡(luò)。強(qiáng)調(diào)了構(gòu)造玻璃的延續(xù)性、統(tǒng)計(jì)均勻性、無(wú)序性。 兩種觀念的一樣之處是都以為是近程有序而遠(yuǎn)程無(wú)序，不同之處是近程程度不同。第三節(jié)第

4、三節(jié) 粘粘 度度一、玻璃的定義指面積為S的二平行液層，以一定速度梯度dv/dx挪動(dòng)時(shí)需求抑制的內(nèi)摩擦力。 =sdvdx 粘度系數(shù)PaS二、玻璃粘度參考點(diǎn)1應(yīng)變點(diǎn)：1013.6PaS應(yīng)力在幾小時(shí)內(nèi)消除的溫度點(diǎn)；2轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg：(1012.4 PaS) 的溫度；3退火點(diǎn)：1012PaS應(yīng)力在幾分鐘內(nèi)消除的溫度點(diǎn)；4變形點(diǎn)：10101011PaS的溫度；5軟化溫度 Tf(35)106PaS的溫度；6操作范圍： 103106.6PaS成型時(shí)玻璃外表的溫度；7熔化溫度：10 PaS的溫度；8自動(dòng)供料機(jī)供料粘度：102103PaS的溫度。三、玻璃粘度與成分的關(guān)系1SiO2、Al2O3、ZrO2含量升高，粘度

5、增大；2堿金屬氧化物R2O含量升高，粘度降低；3堿土金屬氧化物MO含量升高，粘度增大；4PbO、CdO、Bi2O3、SnO含量升高，粘度增大； 5Li2O、ZnO、B2O3含量升高，添加低溫粘度，而降低高溫粘度。 四、玻璃粘度與溫度的關(guān)系總體上玻璃粘度與溫度成反比。圖22。滿足：Log=a+b/T a、b為常數(shù)圖圖2 22 2 硅酸鹽玻璃彈性、粘度與溫度關(guān)系圖硅酸鹽玻璃彈性、粘度與溫度關(guān)系圖 五、玻璃粘度的近似計(jì)算 1奧霍琴法：適用于含MgO、Al2O3的Na-Ca-Si系玻璃。且各主要氧化物含量范圍為 Na2O 12%16%，CaO+MgO 5%12%，Al2O3B2O3BaOAl2O3Pb

6、OK2ONa2OMgO、FeO提 高 抗 壓 強(qiáng) 度 A l 2 O 3 M g O B2O3Fe2O3PbO2缺陷：微觀、宏觀 3溫度：圖24。 4內(nèi)應(yīng)力剩余應(yīng)力 圖圖2 24 4 玻璃強(qiáng)度與溫度的關(guān)系玻璃強(qiáng)度與溫度的關(guān)系 三、硬度和脆性 1硬度：抗其它物體的侵入才干。參與不同的氧化物可提高玻璃的硬度，其順序?yàn)?SiO2 B2O3 MgOZnO、Ba0 Al2O32脆性：當(dāng)負(fù)荷超越玻璃極限強(qiáng)度時(shí)立刻破裂的特性，用沖擊強(qiáng)度表示。淬火玻璃的沖擊強(qiáng)度比退火玻璃的沖擊強(qiáng)度大57倍。引入半徑較小的陽(yáng)離子Li2O、BeO、MgO、B2O3可降低玻璃的脆性。而引入大半徑的陽(yáng)離子Ru2O、CaO可提高玻璃的

7、脆性。 第七節(jié)第七節(jié) 玻璃的熱學(xué)性質(zhì)玻璃的熱學(xué)性質(zhì) 一、熱膨脹性 熱膨脹對(duì)玻璃的成型、退火、鋼化、封接及熱穩(wěn)定性都有影響。 玻璃的熱膨脹變化范圍很大，從負(fù)膨脹微晶玻璃直到20010-7/非氧化物玻璃。 熱膨脹系數(shù)分為線膨脹系數(shù)和體積膨脹系數(shù)。二、影響要素 1溫度：成正比； 2熱歷史：與玻璃退火、淬火、析晶種類、大小都有關(guān)系。 3化學(xué)組成：取決于陰陽(yáng)離子間的吸引力。 f=2Z/a2 f-陰陽(yáng)離子間的吸引力； Z電價(jià)； a間距 f越大，熱振動(dòng)越小，膨脹就越小。 第八節(jié)第八節(jié) 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 一、侵蝕機(jī)理 1水對(duì)玻璃的侵蝕：水中的H+與玻璃中的Na+發(fā)生交換反響，而后進(jìn)展水化、中和

8、反響；Si-Na+H+-OH= Si-OH+NaOHSi-OH+ H+-OH=Si-OH4Si-OH4+ NaOH=SiOH30-Na+硅酸鈉+H2O 2酸對(duì)玻璃的侵蝕：高堿玻璃的耐酸性小于耐水性，而高硅玻璃的耐酸性大于耐水性。因酸不與硅質(zhì)玻璃發(fā)生反響，只是酸中的水與玻璃起作用。同時(shí)，玻璃侵蝕產(chǎn)生的堿可被中和，阻止侵蝕反響進(jìn)一步進(jìn)展。 3堿對(duì)玻璃的侵蝕：Si-OH4+ NaOH=SiOH30-Na+硅酸鈉+H2O 可破壞玻璃中的Si-O鍵，從而腐蝕嚴(yán)重。4大氣對(duì)玻璃的侵蝕：薄膜。是H2O、CO2、SO2的綜合侵蝕，可構(gòu)成Si-OH薄膜。 二、影響要素1化學(xué)組成：R2O越高，抗腐越差；2熱處置：

9、在酸氣爐中退火可提高玻璃的抗腐性；鋼化淬火可提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性；3溫度：溫度越高侵蝕越強(qiáng)； 4、壓力：壓力越大侵蝕加劇。 第九節(jié)第九節(jié) 玻璃的光學(xué)性質(zhì)玻璃的光學(xué)性質(zhì)一、折射率影 響 要 素 ： 1 . 化 學(xué) 組 成 ： n=n1P1+n2P2+nnPnP1Pn-玻璃中各氧化物的質(zhì)量白分含量；n1nn-玻璃中各氧化物的折射率計(jì)算系數(shù)(P127表)； 2.溫度：折射率隨溫度的升高而增大； 3.熱歷史：退火可消除光學(xué)不均勻性。 二、光學(xué)常數(shù) 折射率，色散等。三、玻璃的著色1離子致色：過(guò)度族金屬離子的電子躍遷，可引起選擇吸收而致色。不同離子致不同顏色。如：Ti4+黃棕色、Ti4+Cu+綠色、V雜色

10、等。2硫、硒化合物著色：?jiǎn)钨|(zhì)硫、硒淡紫色；硫、碳琥珀；硫硒化鎘黃、紅。3、金屬膠體著色：膠體顆粒對(duì)光線的散射而引起的選擇吸收從而致色。 第三章第三章 玻璃的消費(fèi)工藝玻璃的消費(fèi)工藝第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 玻璃的消費(fèi)工藝過(guò)程： 成分設(shè)計(jì)原料加工配合料制備池窯、坩堝窯熔化成型退火缺陷檢驗(yàn)一次制品或深加工檢驗(yàn)二次制品。 第二節(jié)第二節(jié) 原料與配合料的制備原料與配合料的制備 玻璃的主要原料或主料是玻璃的主要原料或主料是SiO2，輔料，輔料有有Al2O3、Na2O、CaO、MgO、廓清劑、廓清劑、著色劑、脫色劑、氧化著色劑、脫色劑、氧化復(fù)原劑、乳濁復(fù)原劑、乳濁劑及其它。劑及其它。 一、原料及選擇原那么 1雜

11、質(zhì)少；2易調(diào)整；3易熔化、無(wú)毒氣；4對(duì)耐火資料侵蝕??；5本錢低、易加工。 二、引入SiO2的原料1. 硅砂，即石英砂；2. 砂巖要求：可含有少量無(wú)害礦物長(zhǎng)石、高嶺石、白云石、方解石等，有害礦物赤鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等含量盡量少。 三、引入Al2O3的原料 1長(zhǎng)石；2. 高嶺石。四、引入Na2O的原料1純堿Na2CO3；2芒硝Na2SO4；3鈉硝石NaNO3五、引入CaO的原料1石灰石；2方解石。六、引入MgO的原料 白云石 七、引入廓清劑的原料1As2O3、Sb2O3與芒硝共用；2芒硝；3. 螢石、氟硅酸鈉Na2SiF6 八、著色劑 各種含致色離子的氧化物，詳細(xì)見第九節(jié)玻璃的著色。 九、脫色劑

12、 能使Fe2O3減少或能產(chǎn)生與綠色互補(bǔ)色的各種氧化物。 分為物理脫色劑Se、MnO2、NiO、Cr2O3和化學(xué)脫色劑As2O3、Sb2O3、Na2S及硝酸鹽十、氧化-復(fù)原劑 1. 氧化劑硝酸鹽；2復(fù)原劑碳、SnO2等 十一、乳濁劑 1氟化物； 2磷酸鹽十二、其它 1天然堿；2珍珠巖含SiO2 73%；3鈮、鉭尾礦含SiO2 70%；4碎玻璃。 第四節(jié)第四節(jié) 玻璃原料加工玻璃原料加工 一、工藝流程 即各原料分別粉碎篩分入庫(kù)，后稱量混合再入庫(kù)，最后投料。 二、原料的破碎與粉碎 可用 顎式破碎機(jī)，圖31； 還擊式破碎機(jī)，圖32； 對(duì)輥式破碎機(jī)，圖33； 錘式破碎機(jī)，圖34。 圖圖31 顎式破碎機(jī)顎式

13、破碎機(jī)圖圖3 32 2 還擊式破碎機(jī)還擊式破碎機(jī) 圖圖3 33 3 對(duì)輥機(jī)對(duì)輥機(jī) 圖圖3 34 4 錘式破碎機(jī)錘式破碎機(jī) 三、篩分 利用六角篩和振動(dòng)篩對(duì)各種原料進(jìn)展篩分，而振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)較多，圖35。 圖圖35 振動(dòng)篩振動(dòng)篩四、配合料制備先稱量后混合?；旌蠙C(jī)可分為轉(zhuǎn)動(dòng)式、盤式和槳葉式。影響配料混合均勻性的要素有原料物性、加料順序、加水方式、混合時(shí)間及能否參與碎玻璃等。五、配合料質(zhì)量控制1原料成分；2原料水分；3原料粒度；4稱量誤差； 5均勻度控制。第五節(jié)第五節(jié) 玻璃的熔制玻璃的熔制一、概述 將配料進(jìn)展高溫加熱構(gòu)成均一的、無(wú)缺陷的并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程稱為玻璃的熔制過(guò)程。 熔制過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)

14、量、質(zhì)量、廢品率、能耗、窯爐壽命等關(guān)系親密。熔制過(guò)程中發(fā)生的物理化學(xué)變化為：物理過(guò)程化學(xué)過(guò)程物理化學(xué)過(guò)程配合料加熱脫水熔化相變揮發(fā)固相反響鹽類分解水化物分解脫水結(jié)晶硅酸鹽構(gòu)成與相互作用共熔體構(gòu)成固態(tài)溶解、液態(tài)互溶玻璃液、爐氣、氣泡間的相互作用玻璃液與耐火資料作用二、玻璃的熔制過(guò)程及影響要素熔制過(guò)程分為五個(gè)階段：硅酸鹽構(gòu)成 玻璃液的構(gòu)成玻璃液的廓清 玻璃液的均化 玻璃液的冷卻 1.硅酸鹽構(gòu)成 T=800900，CaO+SiO2=CaSiO3Na2Si03特點(diǎn)：時(shí)間短，平板玻璃 34min。 2玻璃液的構(gòu)成 T=12001250，硅酸鹽溶解和分散，構(gòu)成透明體，但不均勻，有大量氣泡，性質(zhì)不均勻。特點(diǎn)

15、：時(shí)間長(zhǎng)，平板玻璃 28min。 3玻璃液的廓清 T=14001500，廓清的過(guò)程是指排除可見氣泡的過(guò)程，是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。玻璃液中的氣泡有：CO2、O2、N2、H2O、SO2、NO2。廓清過(guò)程： 氣體轉(zhuǎn)化與平衡 氣體與玻璃液的相互作用a. O2 與玻璃液的相互作用: 包括物理的溶解和發(fā)生氧化復(fù)原反響構(gòu)成氧化物(氧化鐵、硅酸鹽等)b. CO2與玻璃液的相互作用: CO2與硅酸鹽作用構(gòu)成碳酸鹽和氧化硅。c. H2O與玻璃液的相互作用:即玻璃的水化反響。 廓清劑及作用機(jī)理a變價(jià)氧化物：機(jī)理是低溫吸熱，高溫放熱使氣泡長(zhǎng)大而釋放。As2O3+O2=As2O5 可逆反響b. 硫酸鹽：Na2SO4

16、=Na20+SO2大于1400時(shí)分解c鹵化物：CaF2、NaF 可使SiO2的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)斷裂而到達(dá)廓清的目的。 玻璃性質(zhì)與廓清：廓清速度 V=2/9 gr2d-d1/g-重力加速度；r-氣泡半徑；d-玻璃密度；、d1-氣泡中氣體密度；-玻璃液的粘度。即玻璃液越粘廓清速度越小。 4玻璃液的均化： 包括化學(xué)均化和熱均化。有三種方式： 不均勻體的溶解與分散的均化過(guò)程成分不同呵斥； 玻璃液的對(duì)流均化過(guò)程溫度不同呵斥； 因氣泡上升而引起的攪拌均化作用。 影響要素：玻璃液的粘度和外表張力。5玻璃液的冷卻：T=1000主要留意二次氣泡再生泡的構(gòu)成，即塵泡直徑小于0.1mm的構(gòu)成。三、影響玻璃熔制過(guò)程的要素1化

17、學(xué)成分：氧化硅和氧化鋁越高越難熔，而堿含量越高越易熔；2配料的形狀：包括原料的粒度、不同原料的分層等；3熔窯的溫度制度：提高熔窯溫度有利于熔制，但能耗大且對(duì)耐火資料侵蝕大；4加速劑和廓清劑：有助廓清；5高壓與真空熔煉：可迅速排除可見氣泡；6輔助電熔：可提高熔化率；7機(jī)械攪拌與鼓泡：可提高廓清與均化速度。四、玻璃熔窯 分類：按外形主要分為池窯與坩堝窯。 產(chǎn)品單一，產(chǎn)量大的用池窯；種類多產(chǎn)量小的用坩堝窯。 池窯按熱源又分為火焰窯、電熱窯及火焰-電熱窯。 按熔制過(guò)程分為間歇式與延續(xù)式。按廢氣預(yù)熱回收分為蓄熱式和換熱式。按火焰流動(dòng)分為橫火焰窯、縱火焰窯和馬蹄窯。五、窯用耐火資料1硅氧質(zhì)耐火資料SiO2

18、系；2硅鋁質(zhì)耐火資料SiO2-Al2O3系 3電熔耐火資料Al2O3-SiO2-ZrO2系 4堿性耐火資料MgO系六、熔窯節(jié)能 1高溫熔化制度高熱燃料、富氧熄滅、空氣預(yù)熱、優(yōu)質(zhì)耐火；2熔窯保溫；3廢氣余熱利用；4改良熔化工藝；5改良熄滅技術(shù)；6鼓泡與機(jī)械攪拌；7熔窯構(gòu)造改良；8輔助電熔及消費(fèi)自動(dòng)化。 第六節(jié)第六節(jié) 玻璃的成型玻璃的成型分類： 熱塑成型：提拉平板玻璃、浮法平板玻璃、吹制空心玻璃、壓制煙缸、壓延壓花玻璃、澆鑄光學(xué)玻璃、燒結(jié)泡沫玻璃、噴吹玻璃珠； 冷成型：研磨、拋光。一、浮法成型 1概念：是指熔窯熔融的玻璃在流入錫槽后在熔融金屬錫液的外表上構(gòu)成平板玻璃的方法。 浮法成型的熔窯見圖36

19、、37。浮法成型見圖38。 圖圖36 浮法窯平面圖浮法窯平面圖1-投料口；投料口； 2-熔化部；熔化部； 3、6-小爐；小爐； 4-冷卻部；冷卻部； 5-流口料流口料圖圖37 浮法窯立面圖浮法窯立面圖1-小爐口；小爐口；2-蓄熱室；蓄熱室；3-格子體；格子體；4-底煙道；底煙道；5-連通煙道；連通煙道；6-支煙道；支煙道；7-燃油噴燃油噴嘴嘴 圖圖38 浮法消費(fèi)表示圖浮法消費(fèi)表示圖1-流槽；流槽；2-玻璃液；玻璃液；3-碹頂；碹頂；4-玻璃帶；玻璃帶；5-錫液；錫液；6-槽底；槽底；7-維護(hù)氣維護(hù)氣體管道；體管道；8-拉邊器；拉邊器；9-過(guò)度輥臺(tái)；過(guò)度輥臺(tái)；10-閘板閘板2成型機(jī)理： 浮起高度

20、 h=1-dg/dtHH-自在厚度；dg-玻璃的密度；dt-錫液的密度。自在厚度： g-重力加速度；g-玻璃外表張力；t-錫液外表張力；gt-玻璃與錫液界面上外表張力。 圖圖39 玻璃在錫液上的浮起高度玻璃在錫液上的浮起高度 拋光時(shí)間：玻璃液呈正弦波在錫液上運(yùn)動(dòng)。 t=/V ， V=g/-正弦波長(zhǎng)；-玻璃液的粘度；V-拋光速度；t-拋光時(shí)間。 拉?。悍譃楦邷乩『偷蜏乩?，圖310。圖圖310 玻璃的高溫拉薄和低溫拉薄曲線玻璃的高溫拉薄和低溫拉薄曲線3錫液的特點(diǎn) 雜質(zhì)少； 比艱苦大于玻璃； 熔點(diǎn)低； 外表張力高大于玻璃； 粘度低流動(dòng)性好。4維護(hù)氣體 N2+H2留意：防止錫氧化。二、垂直引上法提

21、拉法1有槽垂直引上法：槽子磚為主要的成型設(shè)備，圖311、312。分為：板根成型；邊子成型；原板的拉伸力。1無(wú)槽垂直引上法2平拉成型壓延成型 圖圖311 有槽垂直引上室有槽垂直引上室1-通路；通路；2-小眼；小眼；3-大梁；大梁；4-槽子磚；槽子磚；5-主水包；主水包；6-輔助水包；輔助水包；7-板板根；根；8-石棉輥；石棉輥；9-引上機(jī)；引上機(jī)；10-原板原板圖圖312 槽子磚槽子磚圖圖313 無(wú)槽垂直引上室無(wú)槽垂直引上室1-大梁；大梁；2-L型磚；型磚；3-玻璃液；玻璃液；4-引磚；引磚；5-冷卻水包；冷卻水包；6-引上機(jī)；引上機(jī)；7-石石棉輥；棉輥；8-板根；板根；9-原板；原板；10-八

22、字水包八字水包圖圖314 平拉成型表示圖平拉成型表示圖1-玻璃液；玻璃液；2-引磚；引磚；3-拉邊器；拉邊器；4-轉(zhuǎn)向輥；轉(zhuǎn)向輥；5-水冷卻器；水冷卻器；6-玻璃帶玻璃帶圖圖315 壓延法壓延法第七節(jié)第七節(jié) 玻璃的缺陷玻璃的缺陷缺陷: 玻璃的缺陷指玻璃中的氣泡、線道、節(jié)瘤、結(jié)石及永久應(yīng)力未退火等。 一、氣泡的類型與構(gòu)成緣由1殘留氣泡：玻璃熔制過(guò)程中鹽類分解產(chǎn)生氣泡，廓清不徹底而殘留的。2二次氣泡：多為塵泡，廓清后次升穩(wěn)或未盡的化學(xué)反響。3耐火資料引起4鐵器引起5其它：電極附近等。二、玻璃狀?yuàn)A雜物及其構(gòu)成緣由構(gòu)造仍為非晶態(tài)，但物性與玻璃主體不同。如：條紋、線道、節(jié)瘤等。成分多為硅質(zhì)或硅鋁質(zhì)。是均

23、化不夠的結(jié)果。 三、結(jié)石的類型與成因玻璃中曾經(jīng)結(jié)晶的不均勻相。是玻璃中的最大缺陷，也是引起玻璃爆炸的緣由。構(gòu)成緣由：1配合料結(jié)石未熔化；2耐火資料結(jié)石；3析晶結(jié)石；4硫酸鹽夾雜物；5黑色夾雜物鐵、鉻、鎳的氧化物等。第八節(jié)第八節(jié) 玻璃的退火玻璃的退火一、根本概念 1退火：將玻璃內(nèi)部的熱應(yīng)力消除或減少至允許值的熱處置過(guò)程。 2淬火：將加熱的玻璃在介質(zhì)中急冷，使玻璃外表產(chǎn)生有規(guī)律的、均勻分布的壓應(yīng)力，從而提高玻璃的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。鋼化玻璃3玻璃中的應(yīng)力 包括熱應(yīng)力暫時(shí)應(yīng)力、永久應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力 暫時(shí)應(yīng)力：玻璃在經(jīng)受不均勻溫度變化時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。該應(yīng)力隨溫度梯度的存在而存在，同時(shí)隨溫度梯度的消逝

24、而消逝。 永久應(yīng)力：當(dāng)玻璃內(nèi)外溫度相等時(shí)所殘留的熱應(yīng)力。退火即消除此應(yīng)力。 構(gòu)造應(yīng)力：因化學(xué)組成不均勻?qū)е聵?gòu)造上的不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力。該應(yīng)力無(wú)法去除。 機(jī)械應(yīng)力：外力作用在玻璃上而產(chǎn)生的應(yīng)力，外力消除時(shí)應(yīng)力也消除。二、退火工藝 將玻璃加熱到低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg附近，進(jìn)展保溫均熱，以消除玻璃各部分的溫度梯度，使應(yīng)力松弛。該溫度稱為退火溫度。 最高退火溫度：能在3min之內(nèi)消除玻璃中95%應(yīng)力的溫度。 最低退火溫度：能在3min之內(nèi)消除玻璃中5%應(yīng)力的溫度。 退火溫度范圍：最高退火溫度和最低退火溫度之間的范圍。 普通玻璃的退火溫度為55020。退火工藝普通分為四個(gè)階段：1. 加熱階段; 2. 均熱

25、階段; 3.慢冷階段; 4. 快冷階段。圖316。 圖圖316 玻璃退火工藝玻璃退火工藝圖圖316 玻璃退火工藝玻璃退火工藝圖圖316 玻璃退火工藝玻璃退火工藝第九節(jié)第九節(jié) 平板玻璃的性能平板玻璃的性能平板玻璃的主要運(yùn)用性能有光學(xué)性能、熱學(xué)性能、力學(xué)性能及聲學(xué)性能。表31、32、33。表表31 平板玻璃的光學(xué)性能平板玻璃的光學(xué)性能入射光角度度光透過(guò)率%0 20 45 60 7592 90 88 83 60波長(zhǎng)nm透過(guò)率%400 450 500 550 600 650 70043 55 67 64 52 37 31玻璃每面反射率%玻璃光吸收率%玻璃顏色3.54.013淺藍(lán)綠色、淺黃綠色紫外線透過(guò)

26、率%紅外線透過(guò)率%玻璃折射率不大1025約15表表32 平板玻璃的熱學(xué)性能平板玻璃的熱學(xué)性能軟化溫度范圍530570在20300的熱膨脹系數(shù)809 5 10-7導(dǎo) 熱 系 數(shù)KJ/mhK2012003.359.62比熱KJ/(kgK) 2012000.841.26玻璃厚度(mm) 2 3 4 5 6玻璃的熱穩(wěn)定性()試樣破損為零時(shí)的溫度差試樣破損為50%時(shí)的溫度差試樣破損為100%時(shí)的溫度差100 75 65 62 60 116 98 85 78180 140 120 110 100表表3 33 3 平板玻璃的力學(xué)與聲學(xué)性能平板玻璃的力學(xué)與聲學(xué)性能 莫氏硬度抗壓強(qiáng)度(Mpa)抗拉強(qiáng)度(Mpa)

27、抗彎強(qiáng)度(Mpa)彈性模數(shù)(Mpa)678609102988平均446974聲在玻璃中的速度(m/s) 玻璃厚度(mm)吸音才干(dB) 密度(g/cm3)約 5400 2 5 約22 30 2.5第四章第四章 玻璃工業(yè)的環(huán)境維護(hù)玻璃工業(yè)的環(huán)境維護(hù)第一節(jié)第一節(jié) 大氣污染大氣污染 一、燃料產(chǎn)生的廢氣1SO2：會(huì)構(gòu)成酸雨。防治措施：高空排放和排煙脫硫用CaCO3、CaOH2、Na2SO4等 2. NOX：其毒性比CO大數(shù)百倍且與人體的血色素有很強(qiáng)的親和力。 防治措施：用NH3氣體將其復(fù)原。NOX+NH3=N2+H2O二、原料分解氣體1F： CaF4熔融后會(huì)構(gòu)成SiF4、HF等，這些氟化物在大氣中的

28、濃度大于百萬(wàn)分之一時(shí)即可引起中毒。 防治措施：用水堿水、清水、海水吸收。2Cd、Pb、As等重金屬，它們本身為有毒元素，會(huì)引起中毒。防治措施：用電收塵或其它除塵法將其回收。3粉塵：大量吸入會(huì)引起矽肺。 防治措施：采用洗塵器回收。第二節(jié)第二節(jié) 廢水污染廢水污染廢水中主要是As、氟化物、酚以及Pb、Hg、Cd、Cr等。其中酚易溶于水，是最主要的污染物。它來(lái)自于煤氣，在洗滌過(guò)程中溶于水。防治措施：用活性炭等吸附、萃取或用微生物分解。 第三節(jié)第三節(jié) 噪聲污染噪聲污染 防治措施：1. 降低噪聲強(qiáng)度；2.阻止噪聲傳播； 3.噪聲控制； 4.勞動(dòng)維護(hù)。 第五章第五章 建筑玻璃及其深加工建筑玻璃及其深加工一、

29、玻璃馬賽克即乳化彩色不透明玻璃。外墻飾面資料，常用熔融法制備，壓延法成型。少用燒結(jié)法。工藝流程：原料石英砂、著色劑、乳濁劑等配合料池窯熔化顏色均勻、色澤穩(wěn)定延續(xù)壓延出現(xiàn)花紋退火消除應(yīng)力折斷拆成小塊挑選去除次品拼裝1212、1515粘貼紙皮固定小塊廢品入庫(kù)二、微晶玻璃微晶玻璃的制備工藝與熔融玻璃的消費(fèi)過(guò)程類似，只是多了晶化處置的過(guò)程。常用來(lái)替代建筑石材。微晶玻璃與大理巖、花崗巖相比具有熱膨脹小、耐壓強(qiáng)度大、硬度大、吸水率小、熱傳導(dǎo)小、耐酸、堿性好等特點(diǎn)。其性能取決于析晶的種類、粒徑大小、數(shù)量等。根據(jù)其析晶的種類分為硅灰石型、石英型、氟金云母型、霞石型、鈣黃長(zhǎng)石型、堇青石型等。工藝流程：晶核劑配合料熔制壓延成型拆切晶化處置。 微晶玻璃也可以采用燒結(jié)方式制備，其故意過(guò)程為：晶核劑配合料成型燒結(jié)晶化處置。 微晶玻璃的晶化處置普通采用階梯式升溫，圖51。 圖圖51 微晶玻璃的熱處置溫度曲線微晶玻璃的熱處置溫度曲線三、鋼化玻璃研討闡明，玻璃的實(shí)踐強(qiáng)度大大低于實(shí)際強(qiáng)度是由于玻璃外表存在大量的微裂紋，有人測(cè)定：300個(gè)/mm2。消除玻璃外表的微裂紋或防止外表?yè)p傷，抑制微裂紋增長(zhǎng)等使玻璃強(qiáng)度添加的過(guò)程為鋼化過(guò)程。 1熱鋼化 熱鋼化是將玻璃做淬火處置