yh玻璃的熔煉與凝固

1、第一章第一章 材料的熔煉材料的熔煉原材料原材料加熱加熱液態(tài)液態(tài)冷冷凝凝固態(tài)固態(tài)第五第五節(jié)節(jié) 玻璃的熔煉與凝固玻璃的熔煉與凝固 玻璃概玻璃概述述 1、玻璃態(tài)性質(zhì)、玻璃態(tài)性質(zhì)晶體：晶體：質(zhì)點在三維空間有規(guī)則排列近程遠程均有序。質(zhì)點在三維空間有規(guī)則排列近程遠程均有序。非晶體：非晶體：近程有序但遠程無序，如：玻璃、熔體、樹近程有序但遠程無序，如：玻璃、熔體、樹脂、橡膠脂、橡膠玻璃是由熔體過冷卻形成的，為無機非晶態(tài)固體中最主玻璃是由熔體過冷卻形成的，為無機非晶態(tài)固體中最主要一族。要一族。一般有：較高硬度，較大脆性，一定透明度，具有物理一般有：較高硬度，較大脆性，一定透明度，具有物理通性（四個物理通性）通

2、性（四個物理通性）（1）各向同性）各向同性 玻璃內(nèi)部任何方向性質(zhì)均是相同的，與液體類似與晶玻璃內(nèi)部任何方向性質(zhì)均是相同的，與液體類似與晶體相反，與統(tǒng)計結(jié)果吻合，如折射率、導電性、熱膨脹系體相反，與統(tǒng)計結(jié)果吻合，如折射率、導電性、熱膨脹系數(shù)等。數(shù)等。 （2）介穩(wěn)性）介穩(wěn)性 玻璃體是一種介穩(wěn)態(tài)，即在低溫下保留了高溫時的結(jié)構(gòu)玻璃體是一種介穩(wěn)態(tài)，即在低溫下保留了高溫時的結(jié)構(gòu)而不變化，包含有過剩內(nèi)能，有析晶可能。而不變化，包含有過剩內(nèi)能，有析晶可能。熱力學觀點熱力學觀點：玻璃為高能量狀態(tài)必然自低能量狀態(tài)較變，：玻璃為高能量狀態(tài)必然自低能量狀態(tài)較變，即析晶。即析晶。功能學觀點功能學觀點：室溫下玻璃粘度大，

3、較變?yōu)榫B(tài)速率十分小，：室溫下玻璃粘度大，較變?yōu)榫B(tài)速率十分小，相對穩(wěn)定相對穩(wěn)定 （3）熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變過程是）熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變過程是可逆漸變的可逆漸變的 A結(jié)晶過程結(jié)晶過程 溫度降至溫度降至TM時，出現(xiàn)新相，內(nèi)能與體時，出現(xiàn)新相，內(nèi)能與體積下降，粘度則上升。積下降，粘度則上升。 B玻璃化過程：折線玻璃化過程：折線ABKG，ABKFE所示所示 溫度降至溫度降至K、F點對應溫度：溶體開始點對應溫度：溶體開始固化，即形成玻璃體時。固化，即形成玻璃體時。 而而KG，KFE則為形成的玻璃體，其則為形成的玻璃體，其內(nèi)能與體積隨溫度的變化曲線在內(nèi)能與體積隨溫度的變化曲線在F點轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)折。折。 K、F兩點

4、均為轉(zhuǎn)折兩點均為轉(zhuǎn)折點。點。 （4）熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化時，化學性質(zhì)連續(xù)變化）熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化時，化學性質(zhì)連續(xù)變化（5）無固定熔點）無固定熔點 玻璃態(tài)物質(zhì)由熔體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w是在一定溫度區(qū)玻璃態(tài)物質(zhì)由熔體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w是在一定溫度區(qū)間（轉(zhuǎn)化溫度范圍內(nèi)）進行的，它與結(jié)晶態(tài)物質(zhì)不間（轉(zhuǎn)化溫度范圍內(nèi)）進行的，它與結(jié)晶態(tài)物質(zhì)不同，沒有固定熔點同，沒有固定熔點。 玻璃結(jié)構(gòu)學說：晶子學說和無規(guī)則網(wǎng)絡學說玻璃結(jié)構(gòu)學說：晶子學說和無規(guī)則網(wǎng)絡學說（1）晶子學說）晶子學說（在前蘇聯(lián)較流行（在前蘇聯(lián)較流行) 基本觀點：玻璃由無數(shù)基本觀點：玻璃由無數(shù)“晶子晶子”組成，它們分散于組成，它們分散于無定形介質(zhì)中，并且無定形介質(zhì)中，

5、并且“晶子晶子”部分到無定形部分過渡部分到無定形部分過渡是逐步完成的，兩者無明顯界線，是高分散晶子的集是逐步完成的，兩者無明顯界線，是高分散晶子的集合體。合體。 2、玻璃的結(jié)構(gòu)、玻璃的結(jié)構(gòu) 要點：要點：玻璃由無數(shù)的玻璃由無數(shù)的“晶子晶子”組成。組成。 所謂所謂“ 晶子晶子” 不同于一般微晶，而是帶有晶格不同于一般微晶，而是帶有晶格變形的有序區(qū)域，它分散于無定形的介質(zhì)中，并且變形的有序區(qū)域，它分散于無定形的介質(zhì)中，并且“ 晶子晶子”到介質(zhì)的過渡是逐漸完成的，兩者之間無到介質(zhì)的過渡是逐漸完成的，兩者之間無明顯界線。明顯界線。 意義及評價意義及評價：第一次揭示了玻璃的微不均勻性，：第一次揭示了玻璃的

6、微不均勻性，描述了玻璃描述了玻璃 結(jié)構(gòu)近程有序的特點。結(jié)構(gòu)近程有序的特點。 不足之處不足之處：晶子尺寸太小，無法用：晶子尺寸太小，無法用x射線檢測，射線檢測，晶子的含量、組成也無法得知。晶子的含量、組成也無法得知。（2）無規(guī)則網(wǎng)絡學說）無規(guī)則網(wǎng)絡學說A、由于石英玻璃和方石英的特征譜線重合，瓦倫認為石、由于石英玻璃和方石英的特征譜線重合，瓦倫認為石英玻璃和方石英中原子間距大致一致。峰值的存在并不說英玻璃和方石英中原子間距大致一致。峰值的存在并不說明晶體的存在。明晶體的存在。B、石英玻璃中沒有象硅膠一樣的小角度衍射，從而說明、石英玻璃中沒有象硅膠一樣的小角度衍射，從而說明是一種密實體，結(jié)構(gòu)中沒有不

7、連續(xù)的離子或空隙。是一種密實體，結(jié)構(gòu)中沒有不連續(xù)的離子或空隙。 實驗表明，玻璃物質(zhì)主要部分不可能以方石英晶體的形實驗表明，玻璃物質(zhì)主要部分不可能以方石英晶體的形式存在，而每個原子的周圍原子配位對玻璃和方石英來說式存在，而每個原子的周圍原子配位對玻璃和方石英來說都是一樣的。都是一樣的。 學說要點：學說要點： (1)形成玻璃的物質(zhì)與相應的晶體類似，形成相似的三維空形成玻璃的物質(zhì)與相應的晶體類似，形成相似的三維空間網(wǎng)絡。間網(wǎng)絡。 (2)這種網(wǎng)絡是由離子多面體通過橋氧相連，向三維空間無這種網(wǎng)絡是由離子多面體通過橋氧相連，向三維空間無規(guī)律的發(fā)展而構(gòu)筑起來的。規(guī)律的發(fā)展而構(gòu)筑起來的。 (3)電荷高的網(wǎng)絡形

8、成離子位于多面體中心，半徑大的變性電荷高的網(wǎng)絡形成離子位于多面體中心，半徑大的變性離子，在網(wǎng)絡空隙中統(tǒng)計分布，對于每一個變價離子則有一定離子，在網(wǎng)絡空隙中統(tǒng)計分布，對于每一個變價離子則有一定的配位數(shù)。的配位數(shù)。 (4)氧化物要形成玻璃必須具備四個條件：氧化物要形成玻璃必須具備四個條件： A、每個、每個O最多與兩個網(wǎng)絡形成離子相連。最多與兩個網(wǎng)絡形成離子相連。 B、多面體中陽離子的配位數(shù)、多面體中陽離子的配位數(shù)4。 C、多面體共點而不共棱或共面。、多面體共點而不共棱或共面。 D、多面體至少有、多面體至少有3個角與其它相鄰多面體共用。個角與其它相鄰多面體共用。評價評價 (1) 說明玻璃結(jié)構(gòu)宏觀上是

9、均勻的。解釋了結(jié)構(gòu)上是遠說明玻璃結(jié)構(gòu)宏觀上是均勻的。解釋了結(jié)構(gòu)上是遠程無序的，程無序的， 揭示了玻璃各向同性等性質(zhì)。揭示了玻璃各向同性等性質(zhì)。 (2) 不足之處：對分相研究不利，不能完滿解釋玻璃的不足之處：對分相研究不利，不能完滿解釋玻璃的微觀不均微觀不均 勻性和分相現(xiàn)象。勻性和分相現(xiàn)象。 結(jié)論：結(jié)論： 兩種假說各具優(yōu)缺點，兩種觀點正在逐步靠近。兩種假說各具優(yōu)缺點，兩種觀點正在逐步靠近。統(tǒng)一的統(tǒng)一的看法是玻璃是具有近程有序、遠程無序結(jié)構(gòu)特點的無定形看法是玻璃是具有近程有序、遠程無序結(jié)構(gòu)特點的無定形物質(zhì)。物質(zhì)。 晶子假說著重于玻璃結(jié)構(gòu)的微不均勻和有序性。晶子假說著重于玻璃結(jié)構(gòu)的微不均勻和有序性。

10、 無規(guī)則網(wǎng)絡學說著重于玻璃結(jié)構(gòu)的無序、連續(xù)、均勻無規(guī)則網(wǎng)絡學說著重于玻璃結(jié)構(gòu)的無序、連續(xù)、均勻和統(tǒng)計性。和統(tǒng)計性。 它們各自能解釋玻璃的一些性質(zhì)變化規(guī)律。它們各自能解釋玻璃的一些性質(zhì)變化規(guī)律。 通過橋氧形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)玻璃稱為通過橋氧形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)玻璃稱為氧化物玻璃氧化物玻璃。 典型的玻璃形成的氧化物是典型的玻璃形成的氧化物是SiO2、B2O3、P2O5和和GeO2，制取的玻璃，在實際應用和理，制取的玻璃，在實際應用和理論研究上均很重要。論研究上均很重要。 3、常見玻璃類型、常見玻璃類型 （1）硅酸鹽玻璃）硅酸鹽玻璃石英玻璃由硅氧四面體石英玻璃由硅氧四面體SiO2以頂角相連而組成的以頂角相連而組成的

11、三維網(wǎng)絡。網(wǎng)絡沒有其晶體那樣近程有序，它是其三維網(wǎng)絡。網(wǎng)絡沒有其晶體那樣近程有序，它是其它硅酸鹽玻璃的基礎。它硅酸鹽玻璃的基礎。（2）硼酸鹽玻璃：）硼酸鹽玻璃：B2O3是硼酸鹽玻璃中的網(wǎng)絡形是硼酸鹽玻璃中的網(wǎng)絡形成體。層之間是分子力，是一種弱鍵，所以成體。層之間是分子力，是一種弱鍵，所以B2O3玻玻璃軟化溫度低璃軟化溫度低(450)，表面張力小，化學穩(wěn)定性差，表面張力小，化學穩(wěn)定性差(易在空氣中潮解易在空氣中潮解) 。一般說純一般說純B2O3玻璃實用價值小。但玻璃實用價值小。但B2O3是唯一能用是唯一能用來制造有效吸收慢中子的氧化物玻璃，而且是其它來制造有效吸收慢中子的氧化物玻璃，而且是其它材

12、料不可取代的。材料不可取代的。B2O3與與R2O、RO等配合才能制成穩(wěn)定的有實用價等配合才能制成穩(wěn)定的有實用價值的硼酸鹽玻璃。值的硼酸鹽玻璃。硼硅酸鹽玻璃的實際用途：硼硅酸鹽玻璃的實際用途：(1) 在氧化硼玻璃中引入輕元素氧化物在氧化硼玻璃中引入輕元素氧化物(BeO、Li2O)可使快中子可使快中子減慢，若引入減慢，若引入CdO和其它稀土元素氧化物能使中子吸收能力劇和其它稀土元素氧化物能使中子吸收能力劇增。在增。在核工業(yè)中有重要用途核工業(yè)中有重要用途。(2) 硼酐對于堿金屬硼酐對于堿金屬(Na、Cs)蒸汽穩(wěn)定，所以含蒸汽穩(wěn)定，所以含Na和和Cs的放電的放電燈外殼用含燈外殼用含2055wtB2O3

13、的玻璃制造。放電燈內(nèi)表面還可的玻璃制造。放電燈內(nèi)表面還可覆蓋一層含覆蓋一層含87wt的的B2O3玻璃。玻璃。(3) 特種硼酸鹽玻璃的另一特性是特種硼酸鹽玻璃的另一特性是x射線透過率高，以射線透過率高，以B2O3為基為基礎配方再加輕元素氧化物礎配方再加輕元素氧化物(BeO、Li2O、MgO、Al2O3)所制得所制得的玻璃，是制造的玻璃，是制造x射線管小窗的最適宜材料。射線管小窗的最適宜材料。(4) 硼酸鹽玻璃電絕緣性能好，而且易熔，常作為玻璃焊劑或硼酸鹽玻璃電絕緣性能好，而且易熔，常作為玻璃焊劑或粘結(jié)劑。粘結(jié)劑。(5)含硼的稀土金屬玻璃在光學方面也有重要應用。含硼的稀土金屬玻璃在光學方面也有重要

14、應用。 窗玻璃窗玻璃日用玻璃日用玻璃器皿玻璃器皿玻璃夾層玻璃夾層玻璃鋼化玻璃鋼化玻璃儀器玻璃儀器玻璃光學玻璃光學玻璃玻璃分類玻璃分類(兩千余種兩千余種)變色玻璃變色玻璃高強玻璃高強玻璃微晶玻璃微晶玻璃生物玻璃生物玻璃玻璃纖維玻璃纖維玻璃棉玻璃棉光導纖維光導纖維瓶罐玻璃瓶罐玻璃4、玻璃的制備方法、玻璃的制備方法v傳統(tǒng)的熔體冷卻法傳統(tǒng)的熔體冷卻法v通過氣相合成玻璃的氣相沉積和電沉積法、真空蒸通過氣相合成玻璃的氣相沉積和電沉積法、真空蒸發(fā)法和濺射法；發(fā)法和濺射法；v通過液相合成玻璃的超急冷卻法和溶膠凝膠法通過液相合成玻璃的超急冷卻法和溶膠凝膠法v通過固相生成玻璃的方法，熱分解法和中子照射法。通過固相

15、生成玻璃的方法，熱分解法和中子照射法。 熱力學：熱力學：冷卻速度足夠快，任何物質(zhì)都有玻璃體在低于熔冷卻速度足夠快，任何物質(zhì)都有玻璃體在低于熔點范圍內(nèi)保持足夠長時間，均能使玻璃體析晶動力學：以多快點范圍內(nèi)保持足夠長時間，均能使玻璃體析晶動力學：以多快速度使熔體冷卻以避免產(chǎn)生晶體速度使熔體冷卻以避免產(chǎn)生晶體（1）形成玻璃的動力學條件）形成玻璃的動力學條件 物質(zhì)結(jié)晶由兩個速度決定：物質(zhì)結(jié)晶由兩個速度決定： 晶核生成速率和晶體生長速率晶核生成速率和晶體生長速率 另外，如熔體在玻璃形成溫度另外，如熔體在玻璃形成溫度Tg附近粘度大，此時，晶核附近粘度大，此時，晶核生長和晶體成長阻力均很大，熔體易形成玻璃而

16、不析晶。生長和晶體成長阻力均很大，熔體易形成玻璃而不析晶。 析晶還與玻璃與過冷度，粘度，成核速率，生長速率均有關(guān)。析晶還與玻璃與過冷度，粘度，成核速率，生長速率均有關(guān)。 5、 玻璃的形成玻璃的形成 非晶態(tài)玻璃的制作工非晶態(tài)玻璃的制作工藝藝玻璃生產(chǎn)基本流程玻璃生產(chǎn)基本流程成成 分分 設設 計計原原 料料 加加 工工配配 合合 料料 制制 備備熔熔 化化成成 型型退退 火火缺缺 陷陷 檢檢 驗驗一一次次 制制 品品深深 加加 工工檢檢 驗驗二二 次次 制制 品品1、原料、原料主要原料：主要原料：在一般玻璃中，主要成分有在一般玻璃中，主要成分有SiO2、Al2O3、Na2O、CaO、MgO等五種成分

17、，為引入等五種成分，為引入上述成分而使用的原料稱主要原料。上述成分而使用的原料稱主要原料。輔助原料：輔助原料：為使玻璃獲得某種必要的性質(zhì)，或為使玻璃獲得某種必要的性質(zhì)，或為加速玻璃熔制過程而引入的原料通稱為輔助原為加速玻璃熔制過程而引入的原料通稱為輔助原料。料。碎玻碎玻璃璃（1）主要原料）主要原料引入酸性氧化物引入酸性氧化物引入引入SiO2的原料：硅砂（另含有少量的的原料：硅砂（另含有少量的Al2O3、Na2O、K2O、CaO），砂巖（有害雜質(zhì)是氧化鐵），砂巖（有害雜質(zhì)是氧化鐵）引入引入Al2O3的原料：長石，高嶺土的原料：長石，高嶺土引入引入B2O3的原料的原料引入引入P2O5的原料的原料常

18、用硅砂常用硅砂純凈純凈硅砂硅砂硅砂礦硅砂礦硅砂顆粒放大圖硅砂顆粒放大圖砂巖砂巖高高嶺嶺土土煅燒高煅燒高嶺嶺土土高高嶺嶺土粉土粉鈉長石鈉長石鈣長石鈣長石鉀長石鉀長石引入堿金屬氧化物引入堿金屬氧化物純堿純堿 （Na2CO398；NaCl1；Na2SO40.1；Fe2O30.1。）。）芒硝芒硝(Na2SO4)：不僅可以代堿，而且又是：不僅可以代堿，而且又是常用的澄清劑，缺點：熱耗大、對耐火材常用的澄清劑，缺點：熱耗大、對耐火材料的侵蝕大、易產(chǎn)生芒硝泡。料的侵蝕大、易產(chǎn)生芒硝泡。天然芒硝天然芒硝無水芒硝無水芒硝純堿純堿引入二價金屬氧化物引入二價金屬氧化物CaO：石灰石、方解石：石灰石、方解石 （CaC

19、O3）MgO：白云石（：白云石（ MgCO3CaCO3 ）引入四價金屬氧化物引入四價金屬氧化物天然石灰石天然石灰石透明方解石透明方解石（2）輔助原料）輔助原料澄清劑澄清劑氧化砷和氧化銻：氧化砷和氧化銻：與硝酸鹽組合作用時，它與硝酸鹽組合作用時，它低溫吸收氧氣，在高溫放出氧氣而起澄清作用低溫吸收氧氣，在高溫放出氧氣而起澄清作用。 As2O3是極毒物質(zhì)，目前已很少使用。是極毒物質(zhì)，目前已很少使用。硫酸鹽原料：硫酸鹽原料：主要有硫酸鈉，它在高溫時分主要有硫酸鈉，它在高溫時分解逸出氣體而起澄清作用。解逸出氣體而起澄清作用。氟化物類原料：氟化物類原料：以降低玻璃液粘度而起澄清以降低玻璃液粘度而起澄清作用

20、。螢石，氟硅酸鈉。作用。螢石，氟硅酸鈉。著色劑著色劑離子著色劑：離子著色劑：錳化合物：氧化錳錳化合物：氧化錳(Mn2O3) 使玻璃著成使玻璃著成紫色紫色，若還，若還原成原成MnO則為則為無色無色。鈷化合物的原料：鈷化合物的原料：綠色粉末綠色粉末的氧化亞鈷的氧化亞鈷(CoO)、深深紫色紫色的的Co2O3和和灰色灰色的的Co3O4。鉻化合物：熱分解后的鉻化合物：熱分解后的Cr2O3使玻璃著成使玻璃著成綠色綠色。 銅化合物的：熱分解后的銅化合物的：熱分解后的CuO使玻璃著成使玻璃著成湖藍色湖藍色。 膠體著色劑膠體著色劑 金化合物的原料：金化合物的原料：主要是三氯化金主要是三氯化金(AuCl3)的溶液

21、的溶液，為得到穩(wěn)定的，為得到穩(wěn)定的紅色紅色玻璃，應在配合料中加入玻璃，應在配合料中加入SnO2。 銀化合物的原料：銀化合物的原料：硝酸銀硝酸銀(AgNO3)、氧化銀、氧化銀(Ag2O)、碳酸銀、碳酸銀(Ag2CO3)。其中以。其中以AgNO3所得的顏色最所得的顏色最為均勻，添加為均勻，添加SnO2能改善玻璃的能改善玻璃的銀黃著色銀黃著色。 銅化合物的原料有：銅化合物的原料有：Cu2O及及CuSO4，添加，添加SnO2能能改善改善銅紅著色銅紅著色?；衔镏珓┗衔镏珓?硒與硫化鎘：常用原料有金屬硒粉、硫化鎘、硒與硫化鎘：常用原料有金屬硒粉、硫化鎘、硒化鎘。硒化鎘。 單體硒使玻璃著成單體硒使玻

22、璃著成肉紅色肉紅色；CdSe著成著成紅色紅色；CdS使玻璃著成使玻璃著成黃色黃色；Se與與CdS的不同比例可使的不同比例可使玻璃著成由玻璃著成由黃到紅黃到紅的系列顏色。的系列顏色。 脫色劑脫色劑 減弱減弱鐵氧化物鐵氧化物對玻璃著色的影響。對玻璃著色的影響。按脫色機理可分為化學脫色劑和物理脫色劑兩按脫色機理可分為化學脫色劑和物理脫色劑兩類。類。 常用物理脫色劑有常用物理脫色劑有Se、MnO2、NiO、Co2O3等等 常用的化學脫色劑有常用的化學脫色劑有As2O3、Sb2O3、Na2S、硝、硝酸鹽等。酸鹽等。乳濁劑乳濁劑使玻璃產(chǎn)生乳白不透明的原料稱乳濁劑。使玻璃產(chǎn)生乳白不透明的原料稱乳濁劑。 最常

23、用的原料有最常用的原料有氟化物、磷酸鹽氟化物、磷酸鹽等。等。助熔劑助熔劑2、配合料的制備、配合料的制備（1）原料的選擇原則）原料的選擇原則原料的質(zhì)量應符合玻璃制品的技術(shù)要求，包括化學成原料的質(zhì)量應符合玻璃制品的技術(shù)要求，包括化學成分穩(wěn)定、含水量穩(wěn)定、顆粒組成穩(wěn)定、有害雜質(zhì)少分穩(wěn)定、含水量穩(wěn)定、顆粒組成穩(wěn)定、有害雜質(zhì)少(主要指主要指Fe2O3)等。等。適于熔化與澄清，揮發(fā)與分解的氣體無毒性；適于熔化與澄清，揮發(fā)與分解的氣體無毒性；對耐火材料的侵蝕要??；對耐火材料的侵蝕要小；原料應易加工、礦藏量大、分布廣、運輸方便、價格原料應易加工、礦藏量大、分布廣、運輸方便、價格低等。低等。（2）原料加工工藝流

24、程）原料加工工藝流程干燥干燥原料的破碎與粉碎原料的破碎與粉碎動顎靠近定顎，壓碎物料，動動顎靠近定顎，壓碎物料，動顎遠離定顎，則進料和出料。顎遠離定顎，則進料和出料。顎式破碎機顎式破碎機反擊式破碎機反擊式破碎機 物料在打擊板與反擊板物料在打擊板與反擊板之間反復受到打擊、碰之間反復受到打擊、碰撞而破碎撞而破碎對輥粉碎機對輥粉碎機 相對轉(zhuǎn)動的主動輥和相對轉(zhuǎn)動的主動輥和從動輥，將物料拽入從動輥，將物料拽入兩輥之間，壓碎物料。兩輥之間，壓碎物料。錘式破碎機錘式破碎機 物料經(jīng)受錘頭沖擊、物料經(jīng)受錘頭沖擊、襯板碰撞，合格物襯板碰撞，合格物料從蓖條縫排除。料從蓖條縫排除。v原料的篩分：控制物料粒度原料的篩分：

25、控制物料粒度v原料的除鐵原料的除鐵v粉狀原料的輸送粉狀原料的輸送 適用于篩分砂巖、白云石、適用于篩分砂巖、白云石、長石、石灰石、純堿、芒硝長石、石灰石、純堿、芒硝等粉料等粉料六角篩六角篩機械振動篩機械振動篩主要用來篩分砂巖。主要用來篩分砂巖。平面搖篩平面搖篩用于硅砂篩分用于硅砂篩分（3）配合料的制備）配合料的制備質(zhì)量要求質(zhì)量要求 正確性、穩(wěn)定性正確性、穩(wěn)定性 均勻性均勻性 恰當?shù)念w粒度與顆粒組成恰當?shù)念w粒度與顆粒組成一定的氣體含率一定的氣體含率 一定的水分含率一定的水分含率加料順序：常用順序如加料順序：常用順序如 砂巖、硅砂砂巖、硅砂水水純堿純堿長石長石石灰石、白云石灰石、白云石石芒硝煤粉混合

26、物芒硝煤粉混合物QH式混合機式混合機V型混合機型混合機雙錐混合機雙錐混合機常用混合機常用混合機 槳葉式混合機槳葉式混合機鼓形混合機鼓形混合機3、玻璃的熔制、玻璃的熔制物理過程物理過程 化學過程化學過程物理化學過程物理化學過程1.1.配合料加熱配合料加熱 1.1.固相反應固相反應 1.1.共熔體的生成共熔體的生成2.2.配合料脫水配合料脫水 2.2.各種鹽類分解各種鹽類分解 2.2.固態(tài)溶解、液固態(tài)溶解、液態(tài)態(tài)互溶互溶 3.3.各個組分熔化各個組分熔化3.3.水化物分解水化物分解 3.3.玻璃液、爐氣、玻璃液、爐氣、氣泡間相互作用氣泡間相互作用 4.4.晶相轉(zhuǎn)化晶相轉(zhuǎn)化 4.4.結(jié)晶水分解結(jié)晶水

27、分解 4.4.玻璃液與耐火玻璃液與耐火材材料間的作用料間的作用5.5.個別組分揮發(fā)個別組分揮發(fā) 5.5.硅酸鹽形成與硅酸鹽形成與相互作用相互作用 配合料加熱時的各種過程配合料加熱時的各種過程（1）硅酸鹽的形成）硅酸鹽的形成 作用：形成硅酸鹽；作用：形成硅酸鹽； 產(chǎn)物：產(chǎn)物：SiO2和硅酸鹽形成的不透明燒結(jié)物和硅酸鹽形成的不透明燒結(jié)物 特點：溫度特點：溫度 900；速度；速度-快快（2）玻璃的形成）玻璃的形成機理機理 砂粒表面砂粒表面SiO2斷鍵、溶解斷鍵、溶解 溶解的溶解的SiO2向熔體擴散向熔體擴散 作用、特點：作用、特點： 生產(chǎn)生產(chǎn)含氣泡、不均勻含氣泡、不均勻的玻璃液；溫度的玻璃液；溫度-

28、1200； 速度速度-較快，在熔窯中幾十分鐘可以完成較快，在熔窯中幾十分鐘可以完成(2829分分)。（3）玻璃的澄清）玻璃的澄清配合料料粒空隙、配合料水分分解與蒸發(fā)、揮發(fā)配合料料?？障?、配合料水分分解與蒸發(fā)、揮發(fā)分的揮發(fā)、氧化物的氧化還原、耐火材料的孔隙分的揮發(fā)、氧化物的氧化還原、耐火材料的孔隙及被侵蝕分解、窯爐氣體的孔隙及被侵蝕分解及被侵蝕分解、窯爐氣體的孔隙及被侵蝕分解澄清的兩種方法澄清的兩種方法 A、氣泡長大、氣泡長大 B、氣泡變小、溶解、氣泡變小、溶解 澄清過程澄清過程 氣泡的形成和長大氣泡的形成和長大 氣體的轉(zhuǎn)化與平衡氣體的轉(zhuǎn)化與平衡 液液爐爐AAPP 液液爐爐AAPP 液液泡泡AA

29、PP 液液泡泡AAPP 爐氣中氣體爐氣中氣體氣泡中氣氣泡中氣體體漂浮排出漂浮排出玻璃液中氣體玻璃液中氣體澄清的措施澄清的措施延長澄清時間延長澄清時間提高澄清溫度提高澄清溫度玻璃液沸騰攪拌、鼓泡玻璃液沸騰攪拌、鼓泡高壓或真空冶煉高壓或真空冶煉加澄清劑加澄清劑（4）玻璃液的均化）玻璃液的均化 產(chǎn)生不均質(zhì)體的原因產(chǎn)生不均質(zhì)體的原因 配合料的不均勻性配合料的不均勻性 耐火材料被侵蝕耐火材料被侵蝕 熔化制度不穩(wěn)定熔化制度不穩(wěn)定 玻璃液導熱性差玻璃液導熱性差 熔窯的加熱和冷卻熔窯的加熱和冷卻均化過程均化過程 不均質(zhì)體擴散：從高濃度到低濃度不均質(zhì)體擴散：從高濃度到低濃度 玻璃液對流均化：縱向、橫向、深向玻璃

30、液對流均化：縱向、橫向、深向 表面張力的作用表面張力的作用 （5）玻璃液的冷卻）玻璃液的冷卻 目的：將玻璃液的粘度增高到成形制品所目的：將玻璃液的粘度增高到成形制品所需的范圍，需的范圍，104PaS左右，即玻璃成形溫左右，即玻璃成形溫度范圍度范圍要求要求 適合成型的溫度、不破壞玻璃液的均勻性適合成型的溫度、不破壞玻璃液的均勻性、不產(chǎn)生二次氣泡、不產(chǎn)生二次氣泡 冷卻方法：自然、強制冷卻方法：自然、強制（6）玻璃玻璃熔窯熔窯把合格的配合料熔制成無氣泡、條紋、析把合格的配合料熔制成無氣泡、條紋、析晶的透明玻璃液，并使其冷卻到所需的成晶的透明玻璃液，并使其冷卻到所需的成型溫度。型溫度。連續(xù)式窯連續(xù)式窯

31、按熔制過程的連續(xù)性分按熔制過程的連續(xù)性分間歇式窯間歇式窯按使用的熱源分按使用的熱源分電熱窯電熱窯火焰窯火焰窯火焰火焰-電熱窯電熱窯 按窯內(nèi)火焰流動走向分按窯內(nèi)火焰流動走向分 橫火焰窯橫火焰窯馬蹄焰窯馬蹄焰窯縱火焰窯縱火焰窯換熱式窯換熱式窯 按廢氣余熱回收設備分按廢氣余熱回收設備分蓄熱式窯蓄熱式窯平面圖橫 截 面 圖配合料由投料口進入熔化部，由窯的一側(cè)的小爐噴焰配合料由投料口進入熔化部，由窯的一側(cè)的小爐噴焰加熱，火焰把熱量傳給配合料，熔化與澄清后的玻璃加熱，火焰把熱量傳給配合料，熔化與澄清后的玻璃液進入冷卻部，經(jīng)流槽口進入錫槽。燃燒后的廢氣進液進入冷卻部，經(jīng)流槽口進入錫槽。燃燒后的廢氣進入另一側(cè)

32、的小爐，經(jīng)蓄熱室、煙道、煙囪排出，入另一側(cè)的小爐，經(jīng)蓄熱室、煙道、煙囪排出，4、玻璃的成形、玻璃的成形成形方法分類成形方法分類成形成形熱塑成形熱塑成形冷成形冷成形物物理理成成形形化化學學成成形形吹吹制制成成形形拉拉制制成成形形壓壓制制成成形形壓壓延延成成形形澆澆鑄鑄成成形形離離心心成成形形噴噴吹吹成成形形浮浮法法成成形形機械成形方法機械成形方法如何將玻璃液供給成形機是機械化成形的主要問題如何將玻璃液供給成形機是機械化成形的主要問題。供料方法主要有：。供料方法主要有：液流供料：液流供料：利用池窯中玻璃本身的流動來進行連利用池窯中玻璃本身的流動來進行連續(xù)供料；續(xù)供料；真空吸料：真空吸料：在真空的作

33、用下，將玻璃液化吸出池在真空的作用下，將玻璃液化吸出池窯進行供料的方法；窯進行供料的方法；滴料供料：滴料供料：使池窯中的玻璃液流出達到所要求的使池窯中的玻璃液流出達到所要求的成形溫度，由供料機制成一定質(zhì)量和形狀的料滴成形溫度，由供料機制成一定質(zhì)量和形狀的料滴，送入成形機的模型中。，送入成形機的模型中。成形方法：成形方法：壓制法、拉制法、吹制法、壓延法、壓制法、拉制法、吹制法、壓延法、澆鑄法和燒結(jié)法。澆鑄法和燒結(jié)法。吹制法：吹制法：又分壓吹法、吹吹法和轉(zhuǎn)吹法。又分壓吹法、吹吹法和轉(zhuǎn)吹法。壓吹法壓吹法的特點是先用壓制的方法制成制品的口部的特點是先用壓制的方法制成制品的口部和雛形，然后再移入成形模中

34、吹成制品。和雛形，然后再移入成形模中吹成制品。壓吹法成形廣口瓶示意圖壓吹法成形廣口瓶示意圖1.雛形模；雛形模；2.成形模；成形模；3.沖頭；沖頭；4.口模；口模；5.吹氣頭；吹氣頭；6.模底模底吹吹法：吹吹法：在帶有口模的雛形模中制成口部和吹成在帶有口模的雛形模中制成口部和吹成雛形，再將雛形移入成形模中吹成制品。雛形，再將雛形移入成形模中吹成制品。翻轉(zhuǎn)料泡吹制法示意圖翻轉(zhuǎn)料泡吹制法示意圖(a)落料撲氣；落料撲氣；(b)倒吹氣；倒吹氣；(c)發(fā)轉(zhuǎn)入成形模；發(fā)轉(zhuǎn)入成形模；(d)吹制吹制真空吸料成真空吸料成形示意圖形示意圖1.吸氣頭吸氣頭2.口模；口模；3.雛形模雛形模4.咸形模咸形模5.模底板模底

35、板6.悶頭；悶頭； 7.吹氣頭吹氣頭8.制品制品拉制法：拉制法：拉制法主要用子生產(chǎn)玻璃管、棒拉制法主要用子生產(chǎn)玻璃管、棒、平板玻璃等。、平板玻璃等。丹納拉管法示意圖丹納拉管法示意圖維羅拉管法示意圖維羅拉管法示意圖5、玻璃的退火、玻璃的退火在生產(chǎn)過程中，玻璃制品經(jīng)受激烈的、不均勻的在生產(chǎn)過程中，玻璃制品經(jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化，會產(chǎn)生溫度變化，會產(chǎn)生熱應力熱應力。這種熱應力能降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性。這種熱應力能降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性。熱成型的制品若不經(jīng)退火令其自然冷卻，則在冷熱成型的制品若不經(jīng)退火令其自然冷卻，則在冷卻、存放、使用、加工過程中會產(chǎn)生炸裂。卻、存放、使用、加工過程中

36、會產(chǎn)生炸裂。玻璃的應力：熱應力、結(jié)構(gòu)應力及機械應力。玻璃的應力：熱應力、結(jié)構(gòu)應力及機械應力。 熱應力熱應力是由于玻璃中存在溫差而產(chǎn)生的應力，按其是由于玻璃中存在溫差而產(chǎn)生的應力，按其產(chǎn)生的特點可分為產(chǎn)生的特點可分為暫時應力（溫度梯度）和永久應暫時應力（溫度梯度）和永久應力力兩類。兩類。 玻璃因化學組成不均導致結(jié)構(gòu)上的不均而產(chǎn)生的應玻璃因化學組成不均導致結(jié)構(gòu)上的不均而產(chǎn)生的應力稱結(jié)構(gòu)應力。它是屬于永久應力，玻璃即使經(jīng)退力稱結(jié)構(gòu)應力。它是屬于永久應力，玻璃即使經(jīng)退火也不能消除這種應力?；鹨膊荒芟@種應力。由外力作用在玻璃上引由外力作用在玻璃上引 起的應力，當外力除去時起的應力，當外力除去時該應力

37、隨之消失，此應力稱該應力隨之消失，此應力稱機械應力機械應力。在生產(chǎn)過。在生產(chǎn)過程中，若對玻璃制品施加過大的機械力也會使玻程中，若對玻璃制品施加過大的機械力也會使玻璃制品破裂。璃制品破裂。（1）退火溫度：）退火溫度：為了消除玻璃中的永久應力，必須把玻璃加熱為了消除玻璃中的永久應力，必須把玻璃加熱到到低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg附近某一溫度附近某一溫度進行保溫進行保溫均熱，以消除玻璃各部分的溫度梯度，使應力均熱，以消除玻璃各部分的溫度梯度，使應力松弛，這個選定的保溫均熱溫度稱玻璃的退火松弛，這個選定的保溫均熱溫度稱玻璃的退火溫度溫度 。 v退火下限溫度和退火上限溫度：經(jīng)過退火下限溫度和退火上限溫度：經(jīng)過3min能消除能消除95的應力的保溫溫度為退火上限溫度；經(jīng)的應力的保溫溫度為退火上限溫度；經(jīng)3min只能消除只能消除5的應力的溫度為退火下限溫度。的應力的溫度為退火下限溫度。 v退火溫度范圍：退火下限溫度退火溫度范圍：退火下限溫度退火上限溫度。退火上限溫度。 v不同玻璃退火上限：不同玻璃退火上限： 大部分器皿玻璃大部分器皿玻璃55020， 平板玻璃平板玻璃550570， 瓶罐玻璃瓶罐玻璃550600。（2）退火工藝）退火工藝v將玻璃制品重新