平板顯示器基板玻璃測(cè)試方法 第3部分：熱學(xué)性能 征求意見(jiàn)稿

1平板顯示器基板玻璃測(cè)試方法第3部分：熱學(xué)性能本文件規(guī)定了平板顯示器用基板玻璃退火點(diǎn)、應(yīng)變點(diǎn)、軟化點(diǎn)、平均線熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、再熱線收縮率和比熱容的測(cè)量方法。本文件適用于所有類型的平板顯示器用基板玻璃。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1216外徑千分尺GB/T16920-2015玻璃平均線熱膨脹系數(shù)的測(cè)定GB/T21389游標(biāo)、帶表和數(shù)顯卡尺GB/T28195-2011玻璃軟化點(diǎn)測(cè)試方法GB/T38711-2020超薄玻璃再熱線收縮率試驗(yàn)方法激光法GB/T38712-2020超薄玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法熱流法NB/SH/T0632-2014比熱容的測(cè)定差示掃描量熱法SJ/T11039-1996電子玻璃退火點(diǎn)和應(yīng)變點(diǎn)的測(cè)試方法ASTME967差示掃描量熱儀和差熱分析儀溫度校準(zhǔn)規(guī)程ASTME968差示掃描量熱儀和差熱分析儀熱流校準(zhǔn)規(guī)程3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1退火點(diǎn)annealingpoint見(jiàn)SJ/T11039-1996。3.2應(yīng)變點(diǎn)strainpoint2見(jiàn)SJ/T11039-1996。3.3軟化點(diǎn)softeningpoint相應(yīng)于基板玻璃黏度為107.6dPa·s時(shí)的溫度。3.4平均線熱膨脹系數(shù)meancoefficientoflinearthermalexpansion[見(jiàn)GB/T16920-2015]3.5導(dǎo)熱系數(shù)thermalconductivity見(jiàn)GB/T38712-2020。3.6熱流法heatflowmethod見(jiàn)GB/T38712-2020。3.7再熱線收縮率reheatingshrinkage見(jiàn)GB/T38711-2020。3.8比熱容specificheatcapacity見(jiàn)NB/SH/T0632-2014。4試驗(yàn)方法4.1退火點(diǎn)、應(yīng)變點(diǎn)測(cè)量4.1.1儀器設(shè)備4.1.1.1立式管狀爐：測(cè)試時(shí)，能夠?qū)t溫控制在設(shè)定溫度±2℃。4.1.1.2測(cè)量玻璃絲伸長(zhǎng)裝置：能夠準(zhǔn)確測(cè)量出6mm范圍內(nèi)玻璃絲長(zhǎng)度變化，測(cè)量偏差為±0.01mm。4.1.1.3計(jì)時(shí)器：精度為1s。4.1.2試樣要求選取無(wú)結(jié)石、氣泡和條紋等缺陷的待測(cè)玻璃，拉制成直徑為0.65±0.10mm的玻璃絲，玻璃絲上各處直徑相差不大于0.02mm，不含有氣泡和斑點(diǎn)，兩端燒熔成直徑為2mm的圓珠。圓珠之間絲的長(zhǎng)度為120±lmm，即為試樣。注意試樣上兩圓珠圓心和絲的中心線應(yīng)保持在一條直線上，測(cè)量試樣絲（不包括兩圓珠）長(zhǎng)度和直徑，直徑應(yīng)為絲的兩端及中間三點(diǎn)處的平均值。4.1.3測(cè)試步驟4.1.3.1接通電源，使管狀爐升溫，到高于試樣預(yù)定退火點(diǎn)約30℃,保溫30min。4.1.3.2將試樣放入石英夾具上，小心地放入爐膛，將上石英夾具懸掛于試樣架上，此時(shí)石英夾具和試樣應(yīng)位于爐膛中央，不得接觸爐壁，必要時(shí)可以調(diào)節(jié)爐子底盤上水平調(diào)節(jié)螺絲。4.1.3.3管狀爐以4±l℃/min的速度降溫，到試樣預(yù)定退火點(diǎn)以上20℃時(shí),用鏈子將重錘懸掛在下石英夾具上，光學(xué)杠桿支臂放置在重錘上。調(diào)節(jié)反射鏡支點(diǎn)的位置，直到在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)內(nèi)能看到反射鏡，并且在鏡面內(nèi)有清晰的刻度尺所反射的刻度為止。4.1.3.4每隔1min測(cè)量一次試樣伸長(zhǎng)值，間隔中，于0.5min時(shí)測(cè)量一次電位差計(jì)讀數(shù)，直到試樣不再伸長(zhǎng)時(shí)，停止測(cè)量，放下重錘，取出石英夾具和試樣，測(cè)試完成。4.1.4計(jì)算將測(cè)量出的各點(diǎn)數(shù)據(jù)在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上做溫度（由毫伏換算）-伸長(zhǎng)速度關(guān)系曲線（等分坐標(biāo)表示溫度，對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示伸長(zhǎng)速度），此線與計(jì)算得到的伸長(zhǎng)速度為ΔL1和ΔL2直線相交，交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度分別為退火點(diǎn)和應(yīng)變點(diǎn)，見(jiàn)圖1。圖1溫度-伸長(zhǎng)速度關(guān)系圖4.1.5測(cè)試結(jié)果要求本方法的允許測(cè)定誤差，退火點(diǎn)為±1℃,應(yīng)變點(diǎn)為±2℃,同一批試樣兩次平行測(cè)定數(shù)據(jù)之間相差在此范圍以內(nèi)時(shí)取平均值作為測(cè)試結(jié)果，為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度應(yīng)該定期使用標(biāo)準(zhǔn)試樣按照上述步驟進(jìn)行校正測(cè)試，計(jì)算出修正值，在計(jì)算試樣測(cè)試結(jié)果時(shí)應(yīng)加入此修正值。選用的標(biāo)準(zhǔn)試樣其退火點(diǎn)、膨脹系數(shù)應(yīng)和測(cè)試樣品的退火點(diǎn)、膨脹系數(shù)接近。4.2軟化點(diǎn)測(cè)量4.2.1儀器設(shè)備4.2.1.1加熱速度控制器：能控制電爐的加熱速度為（5±1）℃/min。4.2.1.2纖維伸長(zhǎng)測(cè)量設(shè)備：精確度為0.02mm。4.2.1.3纖維直徑測(cè)量設(shè)備：最小分度值為0.01mm。4.2.1.4計(jì)時(shí)器：精度為1s。44.2.2試樣要求4.2.2.1纖維樣品應(yīng)符合如下要求：b）平滑，無(wú)孔隙和雜質(zhì)；c）平均直徑為0.65mm±0.1mm,在纖維的全長(zhǎng)范圍內(nèi)，最大直徑與最小直徑之差不大于0.02mm；d）長(zhǎng)度為235mm±1mm（不包括頂端球e）試驗(yàn)過(guò)程中玻璃不能發(fā)生失透。4.2.2.2纖維樣品的制備:用兩根不易熔化的棒（如鉑棒、瓷棒或石英玻璃棒）分別連在清潔的試驗(yàn)樣品兩端,用火焰灼燒樣品直至玻璃完全熔化并拉制成玻璃纖維。若樣品是長(zhǎng)棒形，則可直接用火焰燒制，不必加把手。從拉成的玻璃纖維上截取符合要求的區(qū)段，將此區(qū)段的一端用火焰燒成一個(gè)球，另一端按規(guī)定長(zhǎng)度截下，若有要求，可對(duì)此端用火焰精加工。也可使用任何適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來(lái)拉制纖維。4.2.3測(cè)試步驟4.2.3.1用參考標(biāo)準(zhǔn)玻璃進(jìn)行校準(zhǔn)選擇與試驗(yàn)玻璃軟化點(diǎn)接近的參考標(biāo)準(zhǔn)玻璃,測(cè)量參考標(biāo)準(zhǔn)玻璃的軟化點(diǎn)，對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。計(jì)算用參考標(biāo)準(zhǔn)玻璃所測(cè)得的軟化點(diǎn)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)玻璃軟化點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)值之間的差值。重復(fù)上述試驗(yàn)，求出這兩次試驗(yàn)差值的平均值。若平均差值大于1℃,則將此偏差作為修正值，對(duì)測(cè)出的試驗(yàn)玻璃軟化點(diǎn)需加上或減去此修正值。4.2.3.2測(cè)量4.2.3.2.1為使電爐的熱分布均勻,將電爐加熱到比試驗(yàn)玻璃預(yù)測(cè)的軟化點(diǎn)高30℃左右，然后降溫，使?fàn)t溫達(dá)到低于預(yù)測(cè)軟化點(diǎn)20℃左右。調(diào)節(jié)加熱速度控制器使加熱速度為（5±l）℃/min,測(cè)出此時(shí)的控制位置。4.2.3.2.2重復(fù)上述試驗(yàn)，降溫并使?fàn)t溫保持在比預(yù)測(cè)軟化點(diǎn)低20℃的溫度上。把纖維插入爐中，將纖維的球端放在爐子的樣品支架上。檢査纖維是否自由懸掛在爐子中央。必要時(shí)，可重新調(diào)整爐子的水平，預(yù)備好溫度測(cè)量裝置并調(diào)好伸長(zhǎng)測(cè)量裝置。4.2.3.2.3調(diào)節(jié)爐溫控制器，使加熱速度為（5±l）℃/min.在爐子加熱時(shí)觀察纖維，當(dāng)纖維開(kāi)始以大約0.1mm/min的速度伸長(zhǎng)時(shí)，記下纖維的長(zhǎng)度，精確至0.02mm。以第一次記錄纖維長(zhǎng)度值的時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)，每隔1min讀取一次纖維長(zhǎng)度值，以每次讀取纖維長(zhǎng)度值的時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn),間隔0.5min讀取一次爐溫值。連續(xù)讀出和記錄長(zhǎng)度、溫度，直至每分鐘內(nèi)的伸長(zhǎng)為1.2mm或大于1.2mm時(shí)為止。當(dāng)1min內(nèi)的伸長(zhǎng)超過(guò)1.2mm時(shí)，取出纖維，使?fàn)t子冷卻至備用狀態(tài)，以便再次進(jìn)行測(cè)量。另一種方法是以第一次記錄纖維長(zhǎng)度值的時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)，每隔0.5min讀取一次纖維長(zhǎng)度值，以每次讀取纖維長(zhǎng)度值的時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn),間隔0.25min讀取一次爐溫值，連續(xù)讀出并記錄長(zhǎng)度和溫度，直到每0.5min內(nèi)的伸長(zhǎng)為0.6mm或大于0.6mm時(shí)為止。4.2.4計(jì)算5使用任何可靠的方法來(lái)測(cè)定伸長(zhǎng)為1mm/min的溫度。下面描述了其中一種方法，將數(shù)據(jù)畫在半對(duì)數(shù)紙上。電位差計(jì)讀數(shù)或溫度讀數(shù)畫在均勻分度的橫坐標(biāo)上，單位時(shí)間的伸長(zhǎng)率畫在半對(duì)數(shù)縱坐標(biāo)上，通過(guò)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)畫一直線，此直線與伸長(zhǎng)1.0mm/min這條線的交點(diǎn)即為軟化點(diǎn)。若有必要，可按4.2.3.1中的規(guī)定作校準(zhǔn)修正。如果兩根纖維所測(cè)結(jié)果之間的差值大于2℃,則重新備樣，重復(fù)全部試驗(yàn)。4.2.5測(cè)試結(jié)果要求此種方法測(cè)出的軟化點(diǎn)重復(fù)性為1℃。可用校準(zhǔn)操作步驟（4.2.3.1）中規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)玻璃測(cè)定軟化點(diǎn)，來(lái)檢査測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.3平均線熱膨脹系數(shù)測(cè)量4.3.1儀器設(shè)備4.3.1.1測(cè)量設(shè)備精度：應(yīng)符合GB/T1216或GB/T21389的要求。4.3.1.2推桿式膨脹儀(水平或垂直)：能測(cè)出2×10-6L0的試樣長(zhǎng)度變化量(即0.2μm/100mm)。4.3.1.3加熱爐：能控制升降溫速率為5℃/min±1℃/min，爐溫應(yīng)能恒定控制在±1℃之內(nèi)。4.3.1.4溫度測(cè)量裝置：誤差小于±1℃。4.3.2試樣要求4.3.2.1形狀和尺寸試樣通常為棒狀，其形狀取決于所用膨脹儀的類型，長(zhǎng)度L0至少應(yīng)為膨脹儀測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)長(zhǎng)分辨率的5×105倍。注：例如，試樣可以是直徑為5mm的圓棒，長(zhǎng)度為50mm±1mm，或根據(jù)膨脹儀結(jié)構(gòu)，也可以是截面為5mm×5mm、長(zhǎng)度為25mm~100mm的正方形棒，其他方形或矩形截面應(yīng)能保證測(cè)量的精度和重復(fù)性。4.3.2.2試樣制備選取沒(méi)有結(jié)石、氣泡和條紋等缺陷的玻璃,用機(jī)械切割或熱加工的方法制成試樣所需的形狀和尺寸，然后進(jìn)行退火。退火方法是：將試樣加熱到比轉(zhuǎn)變溫度高約30℃,以2℃/min的速率將試樣冷至比轉(zhuǎn)變溫度低約150℃,在無(wú)通風(fēng)的條件下將試樣進(jìn)一步冷卻至室溫。4.3.2.3數(shù)量每次試驗(yàn)測(cè)定兩個(gè)試樣。4.3.3測(cè)試步驟4.3.3.1儀器性能試驗(yàn)為了核對(duì)整個(gè)試驗(yàn)裝置是否正常運(yùn)行，用標(biāo)準(zhǔn)材料做樣品。按第4.3.2章和第4.3.3章進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)樣品的平均線熱膨賬系數(shù)值是已知的標(biāo)準(zhǔn)值。宜使用下面的標(biāo)準(zhǔn)材料：——藍(lán)寶石標(biāo)準(zhǔn)玻璃；6——氧化鋁陶瓷標(biāo)樣；——美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)參考材料731硼硅玻璃(NISTSRM731)；——純鉑棒；——按照4.3.2.2退過(guò)火的石英玻璃。標(biāo)準(zhǔn)樣品的形狀和尺寸,應(yīng)與通常在試驗(yàn)裝置中進(jìn)行試驗(yàn)的樣品形狀和尺寸相似。應(yīng)確保標(biāo)準(zhǔn)材料的熱膨脹特性不被試驗(yàn)所改變，如果標(biāo)準(zhǔn)材料是玻璃應(yīng)按4.3.2.2退火,除非標(biāo)準(zhǔn)材料的驗(yàn)證者規(guī)定了其他步驟。4.3.3.2試驗(yàn)溫度范圍的選擇根據(jù)定義規(guī)定，標(biāo)稱基準(zhǔn)溫度t0為20℃,由于實(shí)際環(huán)境原因，溫度可以在18℃和28℃之間起始，最佳終點(diǎn)在290℃~310℃之間，即290℃≤t≤310℃,如果這一溫度不適用，可以選擇為190℃≤t≤210℃,在特殊情況下選擇95℃≤t≤105℃或390℃≤t≤410℃。在計(jì)算中應(yīng)使用溫度的實(shí)際測(cè)量值,但在結(jié)果中應(yīng)用標(biāo)稱溫度表示,只要所選的實(shí)際溫度在規(guī)定的范圍內(nèi),系數(shù)所受影響可以小到忽略不計(jì)，所以t的相應(yīng)標(biāo)稱值可以分別計(jì)為300℃,200℃,100℃,400℃,即α(20℃;t)。所有溫度和溫差的讀數(shù)精度應(yīng)為1℃。4.3.3.3基準(zhǔn)長(zhǎng)度的測(cè)定在基準(zhǔn)溫度為t0時(shí),測(cè)定退過(guò)火的試樣的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L0，其精度為0.1%,然后將試樣放在膨脹儀內(nèi),穩(wěn)定5min后按照4.3.3.4或4.3.3.5開(kāi)始試險(xiǎn)。4.3.3.4升溫試驗(yàn)在初始溫度為t0時(shí)確定膨脹儀的位置,并將這個(gè)讀數(shù)作為將要測(cè)量的未校正的長(zhǎng)度變化量ΔLmeas的零點(diǎn),然后將爐溫控制裝置(4.3.1.3)調(diào)到所需的加熱程序開(kāi)始升溫。記錄溫度t和相應(yīng)的長(zhǎng)度變化量ΔLmeas，直到所需要的終點(diǎn)溫度。因?yàn)樵跍囟扔蓆0~t(根據(jù)4.3.3.2選擇)的升溫期間，記錄的膨脹讀數(shù)ΔLmeas，由于熱電偶的熱接點(diǎn)和試樣之間存在溫差,所以試樣的表觀溫度應(yīng)加上修正值。4.3.3.5恒溫試驗(yàn)在初始溫度為t0時(shí)確定膨脹儀的位置.并將這個(gè)讀數(shù)作為將要測(cè)量的未校正的長(zhǎng)度變化量ΔLmeas的零點(diǎn)，然后加熱使?fàn)t溫達(dá)到所選擇的終點(diǎn)溫度t，并保持爐溫恒定到±2℃,20min后從膨脹儀上注:雖然升溫試驗(yàn)?zāi)軌蛟谠囼?yàn)進(jìn)行中測(cè)定各種溫度t的系數(shù)α(t；t),如果只要求一個(gè)終點(diǎn)溫度t時(shí),將優(yōu)先采用4.3.4計(jì)算4.3.4.1最終長(zhǎng)度計(jì)算由測(cè)得的長(zhǎng)度變量ΔLmeas，計(jì)算溫度為t時(shí)的修正后的長(zhǎng)度L用式(1)表示：式中:L———溫度為t時(shí)的修正后的試樣長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）；L0———基準(zhǔn)溫度為t0時(shí),退過(guò)火的試樣的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）；ΔLmeas———未校正的長(zhǎng)度變化量，單位為毫米（mmQ———承載試樣裝置膨脹，單位為毫米（mm）；B———膨脹儀修正值，單位為毫米（mm）。修正項(xiàng)ΔLQ和ΔLB分別在4.3.4.2或4.3.4.34.3.4.2承載試樣裝置膨脹(ΔLQ)的計(jì)算在單推桿式膨脹儀的情況下，式（1）中的修正項(xiàng)ΔLQ是位于試樣近旁的承載試樣裝置在溫度為t0時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的那部分的熱膨脹。在差動(dòng)式推桿膨脹儀的情況下,修正項(xiàng)ΔLQ是標(biāo)準(zhǔn)桿的熱膨脹，標(biāo)準(zhǔn)桿與樣品有相同的長(zhǎng)度，在溫度為t0時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0。在任何一種情況下，修正項(xiàng)ΔLQ都用式(2)計(jì)算：ΔL=L0αQ（t0；t）………(2)式中:ΔLQ———承載試樣裝置膨脹，單位為毫米（mm）；L0———基準(zhǔn)溫度為t0時(shí),退過(guò)火的試樣的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）；αQ（t0；t）———在單推桿式膨脹儀的情況下，αQ是制作承載試樣裝置所用材料的平均線熱膨脹系數(shù)；在差動(dòng)式推桿膨脹儀的情況下，αQ是制作標(biāo)準(zhǔn)桿材料的平均線熱膨脹系數(shù)；單位為K-1。如果承載試樣裝置,推桿或標(biāo)準(zhǔn)桿是由基本上不含氫氧根的石英玻璃制作,可以使用表1中給出的αQ值,膨脹儀的這些部件在第一次使用之前應(yīng)在1100℃退火7h，然后以0.2℃/min恒定速率從1100℃冷卻至900℃。為了避免石英玻璃的失透，表面要保持清潔，建議用分析純乙醇清洗兩次,清洗后避免用手指接觸表面。表1石英破璃的平均線熱膨脹系數(shù)αQ值α值/K0.54×100.57×100.58×100.57×1084.3.4.3膨脹儀修正值(ΔLB）的測(cè)定設(shè)置膨脹儀的修正項(xiàng)ΔLB是必要的,因?yàn)樘幱跍囟葹閠的試樣和處于環(huán)境溫度的測(cè)長(zhǎng)計(jì)之間的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)溫度分布不均勻，膨脹儀修正項(xiàng)用空白試驗(yàn)測(cè)定。使用單推桿式膨脹儀時(shí)，空白試驗(yàn)的試樣由與制造膨脹儀相同材料制作。如果空白試驗(yàn)試樣是由石英玻璃制作的則應(yīng)按4.3.2.2退火。使用差動(dòng)式推桿膨脹儀時(shí)，允許使用由任何合適的材料制作的兩個(gè)相同的樣品?？瞻自囼?yàn)應(yīng)和玻璃的測(cè)定在相同的條件下進(jìn)行,在每次按第4.3.3.1章進(jìn)行儀器性能試驗(yàn)時(shí)要重復(fù)空白試驗(yàn)。4.3.4.4平均線熱膨脹系數(shù)的計(jì)算為計(jì)算平均線熱膨脹系數(shù)α（t0；t將L0和ΔLmeas的測(cè)量值，根據(jù)4.3.4.2和4.3.4.3確立的修正值，t0實(shí)測(cè)值及t值(如果是升溫試驗(yàn)，用修正后的值)代人式(3)：α(t0；t)=×………（3）式中:α(t；t)——平均線熱膨脹系數(shù)，單位為K-1；L0——基準(zhǔn)溫度為t0時(shí),退過(guò)火的試樣的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，單位為毫米（mmΔLmeas——未校正的長(zhǎng)度變化量，單位為毫米（mm）；ΔLQ——承載試樣裝置膨脹，單位為毫米（mmΔLB——膨脹儀修正值，單位為毫米（mm）；T——終點(diǎn)溫度(如果是升溫試驗(yàn)，用修正后的值)，單位為℃;t0——基準(zhǔn)溫度實(shí)測(cè)值，單位為℃。計(jì)算兩個(gè)試樣(4.3.2.3)的α(20℃;300℃)，也可根據(jù)需要分別測(cè)定出α(20℃;200℃)，α(20℃;100℃)或α(20℃;400℃)。如果α(20℃;t)＜10×10-6K-1用兩位有效數(shù)字，如果α(20℃;t)≥10×10-6K-1取3位有效數(shù)字。4.3.5測(cè)試結(jié)果要求如果兩個(gè)試樣的結(jié)果偏差不大于0.2×10-6K-1取算術(shù)平均值。否則，要用另外兩個(gè)試樣重做試驗(yàn)。4.4導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量4.4.1儀器設(shè)備試驗(yàn)裝置主要由加熱源、冷極、熱極、加壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、熱電偶等組成，其中加熱器溫度偏差小于0.2℃、冷卻系統(tǒng)溫度偏差小于0.2℃、熱電偶應(yīng)為分度值0.1℃的熱電偶。4.4.2試樣要求4.4.2.1試樣制備試樣制備要求如下：a)在玻璃原片上截取滿足測(cè)試用同規(guī)格圓形或正方形玻璃小片，并且玻璃小片的直徑或?qū)蔷€長(zhǎng)度與熱極直徑的偏差不大于1mm；b)使用符合GB/T21389要求的游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃小片厚度，計(jì)算疊加厚度大于2mm的玻璃小片數(shù)量；c)將玻璃小片進(jìn)行清洗烘干，確保表面清潔；d)采用導(dǎo)熱系數(shù)大于1.5W/（m·K）的導(dǎo)熱硅脂，將清洗后的玻璃小片進(jìn)行逐層黏結(jié)疊加，玻璃小片間的導(dǎo)熱硅脂應(yīng)涂抹均勻；e)采用不小于200N的壓力對(duì)疊加后的試樣進(jìn)行壓實(shí)，然后將試樣邊部溢出的導(dǎo)熱硅脂擦拭干凈；f)使用符合GB/T21389要求的游標(biāo)卡尺測(cè)量壓實(shí)后的試樣厚度，按120°旋轉(zhuǎn)測(cè)量3次取平均值，記為d，要求玻璃疊片之間的導(dǎo)熱硅脂厚度不大于試樣厚度d的20％。4.4.2.2試樣數(shù)量試樣數(shù)量為3個(gè)。4.4.3測(cè)試步驟4.4.3.1儀器校正必要時(shí)，應(yīng)采用已知導(dǎo)熱系數(shù)的樣品按4.4.3.2~4.4.3.4測(cè)試步驟對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行校正。4.4.3.2試驗(yàn)準(zhǔn)備試驗(yàn)準(zhǔn)備步驟如下：a）將所有熱電偶的冷端插入冰水混合物中（0℃),進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償；b）設(shè)置冷極溫度20±5）℃;c）設(shè)置熱極溫度，熱極溫度應(yīng)大于冷極溫度40℃。4.4.3.3試樣放置將試樣上下兩面涂抹導(dǎo)熱系數(shù)不小于1.5W/（m·K）導(dǎo)熱硅脂，試樣上下兩面的導(dǎo)熱硅脂總厚度不大于0.1mm，然后將其放置在冷極和熱極之間。4.4.3.4試樣測(cè)試對(duì)試樣進(jìn)行加壓，作用力不小于200N，開(kāi)始測(cè)試，當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)（每分鐘波動(dòng)小于0.1℃,視為熱平衡），記錄熱極溫度t1、t2和冷極溫度t3、t4。4.4.4計(jì)算按式（4）分別計(jì)算3個(gè)玻璃試樣的導(dǎo)熱系數(shù)，分別記為λS1、λS2和λS3。λS=×…………（4）式中：λS———測(cè)定樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·K）］；λC———熱極平均溫度的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·K）］；AC———垂直于熱流方向的熱極截面積，單位為平方米（m2AS———垂直于熱流方向的樣品截面積，單位為平方米（m2t1和t2———熱電偶1和熱電偶2的溫度，單位為開(kāi)（Kt3和t4———熱電偶3和熱電偶4的溫度，單位為開(kāi)（Kd———樣品的厚度，單位為米（m）；l1———熱電偶1和熱電偶2之間的距離，單位為米（ml2———熱電偶3和熱電偶4之間的距離，單位為米（m）。4.4.5測(cè)試結(jié)果要求4.4.5.1測(cè)試結(jié)果按式（5）計(jì)算3個(gè)試樣測(cè)量結(jié)果的平均值記為所測(cè)玻璃導(dǎo)熱系數(shù)λa，保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位。λa=(λS1+λS2+λS3）/3…………（5）式中：λa———玻璃導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試結(jié)果，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·KλS1———第一個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·K）］；λS2———第二個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·KλS3———第三個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果，單位為瓦每米開(kāi)［W/（m·K）］。4.4.5.2結(jié)果重復(fù)性若3個(gè)試樣測(cè)量結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于5則測(cè)試結(jié)果視為有效；若相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差大于5%,則重新制樣和測(cè)試，直到符合偏差要求。4.5再熱線收縮率測(cè)量4.5.1儀器設(shè)備該裝置包括加熱爐、測(cè)距儀三向調(diào)整平臺(tái)、激光傳感器、智能溫度控制系統(tǒng)、架體、石英支架、石英頂桿等，其中激光傳感器精度0.20μm、控溫精度±1℃。4.5.2試樣要求4.5.2.1形狀和尺寸試樣要求為長(zhǎng)方形，推薦尺寸為長(zhǎng)度不小于270mm，寬20mm~25mm，長(zhǎng)方向的兩個(gè)端面磨平拋光，兩邊平行且四角垂直。4.5.2.2試樣數(shù)量試樣數(shù)量為2。4.5.3測(cè)試步驟4.5.3.1環(huán)境放置將儀器裝置放置在大理石臺(tái)面實(shí)驗(yàn)桌或減震臺(tái)上，在試驗(yàn)前，試樣在測(cè)量環(huán)境中放置1h。4.5.3.2基準(zhǔn)校正按照以下步驟進(jìn)行：a）采用與托架同材質(zhì)且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格熱處理的石英校正試樣，其長(zhǎng)度、厚度與玻璃試樣相近。b）采用符合GB/T21389要求的游標(biāo)卡尺測(cè)量石英校正試樣長(zhǎng)度L0，結(jié)果保留至0.00001m。c）石英校正試樣放置在石英支架上，并置入加熱爐內(nèi)。d）將石英頂桿一端（爐內(nèi)）壓實(shí)在石英校正試樣端部，施加80g配重砝碼。e）調(diào)節(jié)測(cè)距儀三向調(diào)整平臺(tái)，使激光傳感器的光斑對(duì)準(zhǔn)石英頂桿爐外端面。f）調(diào)節(jié)三向調(diào)整平臺(tái)的前后位置使激光傳感器處于量程測(cè)量范圍之內(nèi)。g）設(shè)定試驗(yàn)溫度制度，包括升溫速率、保溫溫度、保溫時(shí)間、降溫速率等參數(shù)。例如：以3℃/min的速率升溫至設(shè)定保溫溫度（不同玻璃品種保溫溫度不同，建議保溫溫度比玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg低100℃以上為宜），在保溫溫度下保溫30min，使玻璃受熱均勻，再以3℃/min的速率降溫至200℃,使測(cè)量裝置自然冷卻至室溫。h）裝載石英校正試樣的測(cè)量裝置在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中靜置30min，待激光傳感器示值穩(wěn)定后，讀取并記錄激光傳感器示值D0。i）按步驟g）溫度制度對(duì)石英校正試樣進(jìn)行加熱、保溫、冷卻處理，恢復(fù)到室溫2h后讀取并記錄激光傳感器示值D1。j）按式（6）計(jì)算此裝置的再熱線收縮率基準(zhǔn)校正值SJ。SJ=（D0-D1）/L0……(6)式中：L0———玻璃試樣的初始長(zhǎng)度，單位為米（m）；D0———升溫前激光傳感器示值，單位為微米(μmD1———降溫后激光傳感器示值，單位為微米(μm）。4.5.3.3試樣測(cè)試將玻璃試樣按4.5.3.2進(jìn)行測(cè)試。兩個(gè)試樣測(cè)量結(jié)果分別記為S1、S2，按式（7）求算術(shù)平均值SC。S＋S2）/2……（7）式中:SC———玻璃試樣再熱線收縮率測(cè)量值，單位為微米每米(μm/m）；S1———平行試樣1再熱線收縮率測(cè)量值，單位為微米每米(μm/mS2———平行試樣2再熱線收縮率測(cè)量值，單位為微米每米(μm/m）。4.5.4計(jì)算玻璃試樣的總再熱線收縮率S按式（8）計(jì)算。S＝SC－SJ…………（8）式中：S———玻璃試樣的總再熱線收縮率，單位為微米每米(μm/mSC———玻璃試樣再熱線收縮率測(cè)量值，單位為微米每米(μm/mSJ———系統(tǒng)校正的再熱線收縮率，單位為微米每米(μm/m）。4.5.5測(cè)試結(jié)果要求當(dāng)4.5.3.3中兩個(gè)平行試樣測(cè)量結(jié)果相對(duì)偏差大于3%時(shí)，應(yīng)重新制樣并進(jìn)行測(cè)試。4.6比熱容測(cè)量4.6.1儀器設(shè)備4.6.1.1差示掃描量熱儀（DSC）測(cè)試區(qū)域溫度傳感器：溫度靈敏度±10mK,約0.01℃。4.6.1.2差示掃描量熱儀（DSC）測(cè)試區(qū)域差熱傳感器：能夠測(cè)定樣品與空坩堝之間1μW（微瓦）的熱流差。4.6.1.3差示掃描量熱儀（DSC）溫度控制器：升溫速率精度土0.1℃/min,恒溫控制精度±0.1℃。4.6.1.4天平：量程不小于100mg，精度±10μg。4.6.2試樣要求4.6.2.1取樣4.6.2.1.1用玻璃刀切割取樣，由于玻璃內(nèi)部可能存在離析現(xiàn)象，所以應(yīng)確定樣品的均一性。注：被取出的樣品應(yīng)一面均勻平整，從而保證最大限度與樣品坩堝底面接觸。這樣的接觸利于傳熱，否則容易導(dǎo)致比熱容測(cè)試結(jié)果偏小。4.6.2.1.2應(yīng)對(duì)接受到的原樣進(jìn)行分析。如果在分析前樣品經(jīng)過(guò)了加熱或者機(jī)械處理，則應(yīng)在報(bào)告中注明。4.6.2.2樣品處理4.6.2.2.1當(dāng)進(jìn)行篩選測(cè)試或者定性測(cè)試時(shí)，可以在通常的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下處理樣品和試驗(yàn)用坩堝，但是如果需要一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)的定量數(shù)據(jù)，則需要對(duì)樣品進(jìn)行處理。對(duì)于暴露在低溫下的樣品要進(jìn)行防潮；對(duì)于暴露在高溫下的樣品要防止氧化。4.6.2.2.2在惰性氣體保護(hù)下，非揮發(fā)樣品直接測(cè)試就可以。若樣品已在普通實(shí)驗(yàn)室氣氛中密封在坩堝中，再采用惰性氣體也不能起到保護(hù)作用。4.6.2.2.3在升溫程序啟動(dòng)之前樣品應(yīng)該在起始溫度條件下預(yù)平衡幾分鐘。建議預(yù)平衡4min。其他的預(yù)平衡時(shí)間也可以，但是要在報(bào)告里注明。4.6.3測(cè)試步驟4.6.3.1校準(zhǔn)4.6.3.1.1試劑和材料比熱容標(biāo)準(zhǔn)物：人工合成藍(lán)寶石圓片，10mg~100mg。注：實(shí)驗(yàn)室間研究表明，其它形狀的人工合成藍(lán)寶石與圓片相比，試驗(yàn)結(jié)4.6.3.1.2比熱容是作為溫度函數(shù)的能量的定量測(cè)定值。因此測(cè)試儀器應(yīng)校正溫度和熱流模型。因?yàn)楸葻崛莶皇强焖僮兓臏囟群瘮?shù)，所以儀器的溫度模型只需要偶爾的校正和檢查。但是熱流模型很重要，并且通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)物而成為比熱容測(cè)定的一部分。4.6.3.1.3用制造商在操作指南描述的校準(zhǔn)程序來(lái)校準(zhǔn)儀器。4.6.3.1.4儀器的溫度校準(zhǔn)執(zhí)行ASTME967標(biāo)準(zhǔn)。4.6.3.1.5儀器的熱流校準(zhǔn)執(zhí)行ASTME968標(biāo)準(zhǔn)。4.6.3.1.6熱流校準(zhǔn)：4.6.3.1.6.1推薦用比熱容標(biāo)準(zhǔn)物人工合成藍(lán)寶石圓片(即α-型三氧化二鋁，氧化鋁)進(jìn)行熱流校準(zhǔn)。其比熱容值見(jiàn)附錄A中的表A.1。注:使用其他的標(biāo)準(zhǔn)材料或者其它形狀的人工合成藍(lán)寶石片都是可以的，但是應(yīng)在報(bào)4.6.3.1.6.2熱流校準(zhǔn)可以定期進(jìn)行或者每次比熱容測(cè)定前進(jìn)行。注：建議熱流校準(zhǔn)的頻率至少每天一次。選擇別的熱流校準(zhǔn)頻率也是可以的，但應(yīng)在報(bào)告中注4.6.3.1.6.3如果定期校準(zhǔn)熱流，那么量熱靈敏度E可以用表A.1中比熱容標(biāo)準(zhǔn)物的比熱容值和通過(guò)式(9)計(jì)算出來(lái)。E=[b/(60·Dst)][Wst·Cp(st)+△W·Cp(c)]……………（9）式中：b——加熱速率，單位為攝氏度每分鐘(℃/min)；Cp(st)——比熱容標(biāo)準(zhǔn)物的比熱容，單位為焦耳每克每開(kāi)爾文度(J/(g·K))；Cp(c)——樣品坩堝的比熱容，單位為焦耳每克每開(kāi)爾文度(J/(g·k))；E——DSC儀器量熱靈敏度；Dst——給定溫度時(shí)空坩堝熱曲線和比熱容標(biāo)準(zhǔn)物熱曲線垂直位移值，單位為毫瓦(mW)；Wst——比熱容標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量，單位為毫克(mg)；ΔW——空坩堝和比熱容標(biāo)準(zhǔn)物坩堝之間質(zhì)量差，單位為毫克(mg)。假如比熱容標(biāo)準(zhǔn)物坩堝和空坩堝不是同一個(gè)。4.6.3.1.6.4如果每次比熱容測(cè)定前都實(shí)施一次熱流校準(zhǔn)，那么量熱靈敏度E就無(wú)需計(jì)算了。具體試驗(yàn)步驟在第4.6.3章有所涉及。4.6.3.2比熱容標(biāo)準(zhǔn)物熱曲線使用比熱容標(biāo)準(zhǔn)物測(cè)定得到比熱容標(biāo)準(zhǔn)物熱曲線。4.6.3.2.1在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中用干燥氮?dú)猓ɑ蛘咂渌栊詺怏w）吹掃DSC儀器，氣流大小在10mL/min~50mL/min之間的某個(gè)定值，精度±5mL/mino4.6.3.2.2稱量干凈的帶蓋空坩堝的質(zhì)量，稱準(zhǔn)至±0.01mg，記錄數(shù)值作為皮重。4.6.3.2.3放置帶蓋空坩堝和帶蓋參比坩堝（如果可能，挑選質(zhì)量相當(dāng)?shù)嫩釄澹┰贒SC儀器合適的位置。注：應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)熱曲線和試樣熱曲線運(yùn)行中使用同一帶蓋的參比坩堝。4.6.3.2.4加熱（或冷卻）DSC試驗(yàn)區(qū)域溫度至試驗(yàn)起始溫度，加熱速率為20℃/min，冷卻速率由儀器的制冷能力決定。4.6.3.2.5保持DSC試驗(yàn)區(qū)域在試驗(yàn)起始溫度下恒溫至少4min，建立平衡。記錄熱曲線（見(jiàn)4.6.2.2.3）。4.6.3.2.6加熱試樣，以20℃/min的加熱速率從試驗(yàn)起始溫度到目標(biāo)終點(diǎn)溫度。繼續(xù)記錄熱曲線。注：通過(guò)提高加熱速率可以提高儀器的分辨率。也可以使用其它的加熱速4.6.3.2.7在試驗(yàn)最高溫度點(diǎn)，記錄一段穩(wěn)定狀態(tài)的恒溫基線（見(jiàn)4.6.2.2.3）o4.6.3.2.7.1以上步驟完成后結(jié)束熱曲線。4.6.3.2.7.2冷卻DSC試驗(yàn)區(qū)域至室溫。4.6.3.2.8將標(biāo)準(zhǔn)物（人工合成藍(lán)寶石）放入4.6.3.2.2中使用的那個(gè)帶蓋空坩堝里。4.6.3.2.9稱量比熱容標(biāo)準(zhǔn)物和帶蓋空坩堝的總質(zhì)量，稱準(zhǔn)至±0.01mgo記錄質(zhì)量。4.6.3.2.10重復(fù)4.6.3.2.4~4.6.3.2.7的步驟。注：每隔一段固定時(shí)間實(shí)施步驟（4.6.3.2.1~4.6.3.2.9），或者在每個(gè)試樣比熱容測(cè)定之前都實(shí)施步驟4.6.3.3試樣熱曲線重復(fù)4.6.3.2.1~4.6.3.2.7的步驟和如下步驟得到試樣熱曲線。4.6.3.3.1放置測(cè)試試樣到4.6.3.2.2中使用的帶蓋空坩堝里（如果需要，試樣應(yīng)進(jìn)行樣品處理。見(jiàn)4.6.2.2.1）,在壓蓋器上壓緊坩堝和蓋。之間。低密度的試樣可以壓縮小丸或者融化（如果試），4.6.3.3.2稱量試樣和帶蓋空坩堝的總質(zhì)量，稱準(zhǔn)至±0.01mg，并記錄質(zhì)量。注：性質(zhì)活潑的試樣需惰性條件密封測(cè)定總質(zhì)量。性質(zhì)不活潑的試樣可以4.6.3.3.3重復(fù)4.6.3.2.3~4.6.3.2.7的步驟。4.6.3.3.4試驗(yàn)完成后，稱量試樣及帶蓋坩堝的總質(zhì)量。如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量損失≥0.3%,那么測(cè)量結(jié)果無(wú)效。質(zhì)量的任何變化都要在報(bào)告里注明。4.6.4計(jì)算4.6.4.1在溫度T時(shí)測(cè)量空坩堝熱曲線和比熱容標(biāo)準(zhǔn)物熱曲線間距離（即溫度T下，基線到比熱容標(biāo)準(zhǔn)物線的距離），即圖2中的Dst。見(jiàn)圖2。4.6.4.2在溫度T時(shí)測(cè)量空坩堝熱曲線和樣品熱曲線間距離（即溫度T下，基線到樣品線的距離圖2藍(lán)寶石標(biāo)準(zhǔn)物和樣品比熱容熱曲線4.6.4.3如果定期進(jìn)行熱流校準(zhǔn)，量熱靈敏度E可以用附錄A中表A.1給出的比熱容標(biāo)準(zhǔn)物的比熱容值和附錄A中表A.2給出的坩堝鋁的比熱容值計(jì)算出來(lái)，具體計(jì)算見(jiàn)式（9）：注：如果坩堝質(zhì)量差≤樣品質(zhì)量的0.1%,那么在式（9）的右邊第二個(gè)修正項(xiàng)可以忽略。4.6.4.4用量熱靈敏度E計(jì)算樣品的比熱容，計(jì)算公式見(jiàn)式（10）：Cp(s)=-……（10）式中：cp（s）——樣品的比熱容，單位為焦耳每克每開(kāi)爾文度（J/（g?K））；Ds——給定溫度時(shí)空坩堝熱曲線和測(cè)試樣品熱曲線垂直位移值，單位為毫瓦（mW）；ΔW——空坩堝和測(cè)試樣品坩堝之間質(zhì)量差，單位為毫克（mg）。假如空坩堝和樣品坩堝不是同一個(gè)坩堝。4.6.4.5假設(shè)試樣坩堝、比熱容標(biāo)準(zhǔn)物坩堝及空坩堝的質(zhì)量相當(dāng)，差值在樣品質(zhì)量0.1%以內(nèi)，并且每次測(cè)定比熱容前都進(jìn)行熱流校準(zhǔn)，用式（1