yh玻璃的熔炼与凝固

1、第一章第一章 材料的熔炼材料的熔炼原材料原材料加热加热液态液态冷冷凝凝固态固态第五第五节节 玻璃的熔炼与凝固玻璃的熔炼与凝固 玻璃概玻璃概述述 1、玻璃态性质、玻璃态性质晶体：晶体：质点在三维空间有规则排列近程远程均有序。质点在三维空间有规则排列近程远程均有序。非晶体：非晶体：近程有序但远程无序，如：玻璃、熔体、树近程有序但远程无序，如：玻璃、熔体、树脂、橡胶脂、橡胶玻璃是由熔体过冷却形成的，为无机非晶态固体中最主玻璃是由熔体过冷却形成的，为无机非晶态固体中最主要一族。要一族。一般有：较高硬度，较大脆性，一定透明度，具有物理一般有：较高硬度，较大脆性，一定透明度，具有物理通性（四个物理通性）通

2、性（四个物理通性）（1）各向同性）各向同性 玻璃内部任何方向性质均是相同的，与液体类似与晶玻璃内部任何方向性质均是相同的，与液体类似与晶体相反，与统计结果吻合，如折射率、导电性、热膨胀系体相反，与统计结果吻合，如折射率、导电性、热膨胀系数等。数等。 （2）介稳性）介稳性 玻璃体是一种介稳态，即在低温下保留了高温时的结构玻璃体是一种介稳态，即在低温下保留了高温时的结构而不变化，包含有过剩内能，有析晶可能。而不变化，包含有过剩内能，有析晶可能。热力学观点热力学观点：玻璃为高能量状态必然自低能量状态较变，：玻璃为高能量状态必然自低能量状态较变，即析晶。即析晶。功能学观点功能学观点：室温下玻璃粘度大，

3、较变为晶态速率十分小，：室温下玻璃粘度大，较变为晶态速率十分小，相对稳定相对稳定 （3）熔融态向玻璃态转变过程是）熔融态向玻璃态转变过程是可逆渐变的可逆渐变的 A结晶过程结晶过程 温度降至温度降至TM时，出现新相，内能与体时，出现新相，内能与体积下降，粘度则上升。积下降，粘度则上升。 B玻璃化过程：折线玻璃化过程：折线ABKG，ABKFE所示所示 温度降至温度降至K、F点对应温度：溶体开始点对应温度：溶体开始固化，即形成玻璃体时。固化，即形成玻璃体时。 而而KG，KFE则为形成的玻璃体，其则为形成的玻璃体，其内能与体积随温度的变化曲线在内能与体积随温度的变化曲线在F点转点转折。折。 K、F两点

4、均为转折两点均为转折点。点。 （4）熔融态向玻璃态转化时，化学性质连续变化）熔融态向玻璃态转化时，化学性质连续变化（5）无固定熔点）无固定熔点 玻璃态物质由熔体转变为固体是在一定温度区玻璃态物质由熔体转变为固体是在一定温度区间（转化温度范围内）进行的，它与结晶态物质不间（转化温度范围内）进行的，它与结晶态物质不同，没有固定熔点同，没有固定熔点。 玻璃结构学说：晶子学说和无规则网络学说玻璃结构学说：晶子学说和无规则网络学说（1）晶子学说）晶子学说（在前苏联较流行（在前苏联较流行) 基本观点：玻璃由无数基本观点：玻璃由无数“晶子晶子”组成，它们分散于组成，它们分散于无定形介质中，并且无定形介质中，

5、并且“晶子晶子”部分到无定形部分过渡部分到无定形部分过渡是逐步完成的，两者无明显界线，是高分散晶子的集是逐步完成的，两者无明显界线，是高分散晶子的集合体。合体。 2、玻璃的结构、玻璃的结构 要点：要点：玻璃由无数的玻璃由无数的“晶子晶子”组成。组成。 所谓所谓“ 晶子晶子” 不同于一般微晶，而是带有晶格不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，它分散于无定形的介质中，并且变形的有序区域，它分散于无定形的介质中，并且“ 晶子晶子”到介质的过渡是逐渐完成的，两者之间无到介质的过渡是逐渐完成的，两者之间无明显界线。明显界线。 意义及评价意义及评价：第一次揭示了玻璃的微不均匀性，：第一次揭示了玻璃的

6、微不均匀性，描述了玻璃描述了玻璃 结构近程有序的特点。结构近程有序的特点。 不足之处不足之处：晶子尺寸太小，无法用：晶子尺寸太小，无法用x射线检测，射线检测，晶子的含量、组成也无法得知。晶子的含量、组成也无法得知。（2）无规则网络学说）无规则网络学说A、由于石英玻璃和方石英的特征谱线重合，瓦伦认为石、由于石英玻璃和方石英的特征谱线重合，瓦伦认为石英玻璃和方石英中原子间距大致一致。峰值的存在并不说英玻璃和方石英中原子间距大致一致。峰值的存在并不说明晶体的存在。明晶体的存在。B、石英玻璃中没有象硅胶一样的小角度衍射，从而说明、石英玻璃中没有象硅胶一样的小角度衍射，从而说明是一种密实体，结构中没有不

7、连续的离子或空隙。是一种密实体，结构中没有不连续的离子或空隙。 实验表明，玻璃物质主要部分不可能以方石英晶体的形实验表明，玻璃物质主要部分不可能以方石英晶体的形式存在，而每个原子的周围原子配位对玻璃和方石英来说式存在，而每个原子的周围原子配位对玻璃和方石英来说都是一样的。都是一样的。 学说要点：学说要点： (1)形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空间网络。间网络。 (2)这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无规律的发展而构筑起来的。规律的发展而构筑起来的。 (3)电荷高的网络形

8、成离子位于多面体中心，半径大的变性电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定的配位数。的配位数。 (4)氧化物要形成玻璃必须具备四个条件：氧化物要形成玻璃必须具备四个条件： A、每个、每个O最多与两个网络形成离子相连。最多与两个网络形成离子相连。 B、多面体中阳离子的配位数、多面体中阳离子的配位数4。 C、多面体共点而不共棱或共面。、多面体共点而不共棱或共面。 D、多面体至少有、多面体至少有3个角与其它相邻多面体共用。个角与其它相邻多面体共用。评价评价 (1) 说明玻璃结构宏观上是

9、均匀的。解释了结构上是远说明玻璃结构宏观上是均匀的。解释了结构上是远程无序的，程无序的， 揭示了玻璃各向同性等性质。揭示了玻璃各向同性等性质。 (2) 不足之处：对分相研究不利，不能完满解释玻璃的不足之处：对分相研究不利，不能完满解释玻璃的微观不均微观不均 匀性和分相现象。匀性和分相现象。 结论：结论： 两种假说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。两种假说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。统一的统一的看法是玻璃是具有近程有序、远程无序结构特点的无定形看法是玻璃是具有近程有序、远程无序结构特点的无定形物质。物质。 晶子假说着重于玻璃结构的微不均匀和有序性。晶子假说着重于玻璃结构的微不均匀和有序性。

10、 无规则网络学说着重于玻璃结构的无序、连续、均匀无规则网络学说着重于玻璃结构的无序、连续、均匀和统计性。和统计性。 它们各自能解释玻璃的一些性质变化规律。它们各自能解释玻璃的一些性质变化规律。 通过桥氧形成网络结构玻璃称为通过桥氧形成网络结构玻璃称为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，在实际应用和理，制取的玻璃，在实际应用和理论研究上均很重要。论研究上均很重要。 3、常见玻璃类型、常见玻璃类型 （1）硅酸盐玻璃）硅酸盐玻璃石英玻璃由硅氧四面体石英玻璃由硅氧四面体SiO2以顶角相连而组成的以顶角相连而组成的

11、三维网络。网络没有其晶体那样近程有序，它是其三维网络。网络没有其晶体那样近程有序，它是其它硅酸盐玻璃的基础。它硅酸盐玻璃的基础。（2）硼酸盐玻璃：）硼酸盐玻璃：B2O3是硼酸盐玻璃中的网络形是硼酸盐玻璃中的网络形成体。层之间是分子力，是一种弱键，所以成体。层之间是分子力，是一种弱键，所以B2O3玻玻璃软化温度低璃软化温度低(450)，表面张力小，化学稳定性差，表面张力小，化学稳定性差(易在空气中潮解易在空气中潮解) 。一般说纯一般说纯B2O3玻璃实用价值小。但玻璃实用价值小。但B2O3是唯一能用是唯一能用来制造有效吸收慢中子的氧化物玻璃，而且是其它来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与与R2O、RO等配合才能制成稳定的有实用价等配合才能制成稳定的有实用价值的硼酸盐玻璃。值的硼酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃的实际用途：硼硅酸盐玻璃的实际用途：(1) 在氧化硼玻璃中引入轻元素氧化物在氧化硼玻璃中引入轻元素氧化物(BeO、Li2O)可使快中子可使快中子减慢，若引入减慢，若引入CdO和其它稀土元素氧化物能使中子吸收能力剧和其它稀土元素氧化物能使中子吸收能力剧增。在增。在核工业中有重要用途核工业中有重要用途。(2) 硼酐对于碱金属硼酐对于碱金属(Na、Cs)蒸汽稳定，所以含蒸汽稳定，所以含Na和和Cs的放电的放电灯外壳用含灯外壳用含2055wtB2O3

13、的玻璃制造。放电灯内表面还可的玻璃制造。放电灯内表面还可覆盖一层含覆盖一层含87wt的的B2O3玻璃。玻璃。(3) 特种硼酸盐玻璃的另一特性是特种硼酸盐玻璃的另一特性是x射线透过率高，以射线透过率高，以B2O3为基为基础配方再加轻元素氧化物础配方再加轻元素氧化物(BeO、Li2O、MgO、Al2O3)所制得所制得的玻璃，是制造的玻璃，是制造x射线管小窗的最适宜材料。射线管小窗的最适宜材料。(4) 硼酸盐玻璃电绝缘性能好，而且易熔，常作为玻璃焊剂或硼酸盐玻璃电绝缘性能好，而且易熔，常作为玻璃焊剂或粘结剂。粘结剂。(5)含硼的稀土金属玻璃在光学方面也有重要应用。含硼的稀土金属玻璃在光学方面也有重要

14、应用。 窗玻璃窗玻璃日用玻璃日用玻璃器皿玻璃器皿玻璃夹层玻璃夹层玻璃钢化玻璃钢化玻璃仪器玻璃仪器玻璃光学玻璃光学玻璃玻璃分类玻璃分类(两千余种两千余种)变色玻璃变色玻璃高强玻璃高强玻璃微晶玻璃微晶玻璃生物玻璃生物玻璃玻璃纤维玻璃纤维玻璃棉玻璃棉光导纤维光导纤维瓶罐玻璃瓶罐玻璃4、玻璃的制备方法、玻璃的制备方法v传统的熔体冷却法传统的熔体冷却法v通过气相合成玻璃的气相沉积和电沉积法、真空蒸通过气相合成玻璃的气相沉积和电沉积法、真空蒸发法和溅射法；发法和溅射法；v通过液相合成玻璃的超急冷却法和溶胶凝胶法通过液相合成玻璃的超急冷却法和溶胶凝胶法v通过固相生成玻璃的方法，热分解法和中子照射法。通过固相

15、生成玻璃的方法，热分解法和中子照射法。 热力学：热力学：冷却速度足够快，任何物质都有玻璃体在低于熔冷却速度足够快，任何物质都有玻璃体在低于熔点范围内保持足够长时间，均能使玻璃体析晶动力学：以多快点范围内保持足够长时间，均能使玻璃体析晶动力学：以多快速度使熔体冷却以避免产生晶体速度使熔体冷却以避免产生晶体（1）形成玻璃的动力学条件）形成玻璃的动力学条件 物质结晶由两个速度决定：物质结晶由两个速度决定： 晶核生成速率和晶体生长速率晶核生成速率和晶体生长速率 另外，如熔体在玻璃形成温度另外，如熔体在玻璃形成温度Tg附近粘度大，此时，晶核附近粘度大，此时，晶核生长和晶体成长阻力均很大，熔体易形成玻璃而

16、不析晶。生长和晶体成长阻力均很大，熔体易形成玻璃而不析晶。 析晶还与玻璃与过冷度，粘度，成核速率，生长速率均有关。析晶还与玻璃与过冷度，粘度，成核速率，生长速率均有关。 5、 玻璃的形成玻璃的形成 非晶态玻璃的制作工非晶态玻璃的制作工艺艺玻璃生产基本流程玻璃生产基本流程成成 分分 设设 计计原原 料料 加加 工工配配 合合 料料 制制 备备熔熔 化化成成 型型退退 火火缺缺 陷陷 检检 验验一一次次 制制 品品深深 加加 工工检检 验验二二 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等五种成分

17、，为引入等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主要原料。上述成分而使用的原料称主要原料。辅助原料：辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料。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），砂岩（有害杂质是氧化铁），砂岩（有害杂质是氧化铁）引入引入Al2O3的原料：长石，高岭土的原料：长石，高岭土引入引入B2O3的原料的原料引入引入P2O5的原料的原料常

18、用硅砂常用硅砂纯净纯净硅砂硅砂硅砂矿硅砂矿硅砂颗粒放大图硅砂颗粒放大图砂岩砂岩高高岭岭土土煅烧高煅烧高岭岭土土高高岭岭土粉土粉钠长石钠长石钙长石钙长石钾长石钾长石引入碱金属氧化物引入碱金属氧化物纯碱纯碱 （Na2CO398；NaCl1；Na2SO40.1；Fe2O30.1。）。）芒硝芒硝(Na2SO4)：不仅可以代碱，而且又是：不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，缺点：热耗大、对耐火材常用的澄清剂，缺点：热耗大、对耐火材料的侵蚀大、易产生芒硝泡。料的侵蚀大、易产生芒硝泡。天然芒硝天然芒硝无水芒硝无水芒硝纯碱纯碱引入二价金属氧化物引入二价金属氧化物CaO：石灰石、方解石：石灰石、方解石 （CaC

19、O3）MgO：白云石（：白云石（ MgCO3CaCO3 ）引入四价金属氧化物引入四价金属氧化物天然石灰石天然石灰石透明方解石透明方解石（2）辅助原料）辅助原料澄清剂澄清剂氧化砷和氧化锑：氧化砷和氧化锑：与硝酸盐组合作用时，它与硝酸盐组合作用时，它低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用。 As2O3是极毒物质，目前已很少使用。是极毒物质，目前已很少使用。硫酸盐原料：硫酸盐原料：主要有硫酸钠，它在高温时分主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。解逸出气体而起澄清作用。氟化物类原料：氟化物类原料：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、。萤石，氟硅酸钠。作用。萤石，氟硅酸钠。着色剂着色剂离子着色剂：离子着色剂：锰化合物：氧化锰锰化合物：氧化锰(Mn2O3) 使玻璃着成使玻璃着成紫色紫色，若还，若还原成原成MnO则为则为无色无色。钴化合物的原料：钴化合物的原料：绿色粉末绿色粉末的氧化亚钴的氧化亚钴(CoO)、深深紫色紫色的的Co2O3和和灰色灰色的的Co3O4。铬化合物：热分解后的铬化合物：热分解后的Cr2O3使玻璃着成使玻璃着成绿色绿色。 铜化合物的：热分解后的铜化合物的：热分解后的CuO使玻璃着成使玻璃着成湖蓝色湖蓝色。 胶体着色剂胶体着色剂 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，为得到稳定的，为得到稳定的红色红色玻璃，应在配合料中加入玻璃，应在配合料中加入SnO2。 银化合物的原料：银化合物的原料：硝酸银硝酸银(AgNO3)、氧化银、氧化银(Ag2O)、碳酸银、碳酸银(Ag2CO3)。其中以。其中以AgNO3所得的颜色最所得的颜色最为均匀，添加为均匀，添加SnO2能改善玻璃的能改善玻璃的银黄着色银黄着色。 铜化合物的原料有：铜化合物的原料有：Cu2O及及CuSO4，添加，添加SnO2能能改善改善铜红着色铜红着色。化合物着色剂化合物着色剂 硒与硫化镉：常用原料有金属硒粉、硫化镉、硒与硫化镉：常用原料有金属硒粉、硫化镉、硒化镉。硒化镉。 单体硒使玻璃着成单体硒使玻

22、璃着成肉红色肉红色；CdSe着成着成红色红色；CdS使玻璃着成使玻璃着成黄色黄色；Se与与CdS的不同比例可使的不同比例可使玻璃着成由玻璃着成由黄到红黄到红的系列颜色。的系列颜色。 脱色剂脱色剂 减弱减弱铁氧化物铁氧化物对玻璃着色的影响。对玻璃着色的影响。按脱色机理可分为化学脱色剂和物理脱色剂两按脱色机理可分为化学脱色剂和物理脱色剂两类。类。 常用物理脱色剂有常用物理脱色剂有Se、MnO2、NiO、Co2O3等等 常用的化学脱色剂有常用的化学脱色剂有As2O3、Sb2O3、Na2S、硝、硝酸盐等。酸盐等。乳浊剂乳浊剂使玻璃产生乳白不透明的原料称乳浊剂。使玻璃产生乳白不透明的原料称乳浊剂。 最常

23、用的原料有最常用的原料有氟化物、磷酸盐氟化物、磷酸盐等。等。助熔剂助熔剂2、配合料的制备、配合料的制备（1）原料的选择原则）原料的选择原则原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，包括化学成原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指主要指Fe2O3)等。等。适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；对耐火材料的侵蚀要小；对耐火材料的侵蚀要小；原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。低等。（2）原料加工工艺流

24、程）原料加工工艺流程干燥干燥原料的破碎与粉碎原料的破碎与粉碎动颚靠近定颚，压碎物料，动动颚靠近定颚，压碎物料，动颚远离定颚，则进料和出料。颚远离定颚，则进料和出料。颚式破碎机颚式破碎机反击式破碎机反击式破碎机 物料在打击板与反击板物料在打击板与反击板之间反复受到打击、碰之间反复受到打击、碰撞而破碎撞而破碎对辊粉碎机对辊粉碎机 相对转动的主动辊和相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入从动辊，将物料拽入两辊之间，压碎物料。两辊之间，压碎物料。锤式破碎机锤式破碎机 物料经受锤头冲击、物料经受锤头冲击、衬板碰撞，合格物衬板碰撞，合格物料从蓖条缝排除。料从蓖条缝排除。v原料的筛分：控制物料粒度原料的筛分：

25、控制物料粒度v原料的除铁原料的除铁v粉状原料的输送粉状原料的输送 适用于筛分砂岩、白云石、适用于筛分砂岩、白云石、长石、石灰石、纯碱、芒硝长石、石灰石、纯碱、芒硝等粉料等粉料六角筛六角筛机械振动筛机械振动筛主要用来筛分砂岩。主要用来筛分砂岩。平面摇筛平面摇筛用于硅砂筛分用于硅砂筛分（3）配合料的制备）配合料的制备质量要求质量要求 正确性、稳定性正确性、稳定性 均匀性均匀性 恰当的颗粒度与颗粒组成恰当的颗粒度与颗粒组成一定的气体含率一定的气体含率 一定的水分含率一定的水分含率加料顺序：常用顺序如加料顺序：常用顺序如 砂岩、硅砂砂岩、硅砂水水纯碱纯碱长石长石石灰石、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式混合机式混合机V型混合机型混合机双锥混合机双锥混合机常用混合机常用混合机 桨叶式混合机桨叶式混合机鼓形混合机鼓形混合机3、玻璃的熔制、玻璃的熔制物理过程物理过程 化学过程化学过程物理化学过程物理化学过程1.1.配合料加热配合料加热 1.1.固相反应固相反应 1.1.共熔体的生成共熔体的生成2.2.配合料脱水配合料脱水 2.2.各种盐类分解各种盐类分解 2.2.固态溶解、液固态溶解、液态态互溶互溶 3.3.各个组分熔化各个组分熔化3.3.水化物分解水化物分解 3.3.玻璃液、炉气、玻璃液、炉气、气泡间相互作用气泡间相互作用 4.4.晶相转化晶相转化 4.4.结晶水分解结晶水

27、分解 4.4.玻璃液与耐火玻璃液与耐火材材料间的作用料间的作用5.5.个别组分挥发个别组分挥发 5.5.硅酸盐形成与硅酸盐形成与相互作用相互作用 配合料加热时的各种过程配合料加热时的各种过程（1）硅酸盐的形成）硅酸盐的形成 作用：形成硅酸盐；作用：形成硅酸盐； 产物：产物：SiO2和硅酸盐形成的不透明烧结物和硅酸盐形成的不透明烧结物 特点：温度特点：温度 900；速度；速度-快快（2）玻璃的形成）玻璃的形成机理机理 砂粒表面砂粒表面SiO2断键、溶解断键、溶解 溶解的溶解的SiO2向熔体扩散向熔体扩散 作用、特点：作用、特点： 生产生产含气泡、不均匀含气泡、不均匀的玻璃液；温度的玻璃液；温度-

28、1200； 速度速度-较快，在熔窑中几十分钟可以完成较快，在熔窑中几十分钟可以完成(2829分分)。（3）玻璃的澄清）玻璃的澄清配合料料粒空隙、配合料水分分解与蒸发、挥发配合料料粒空隙、配合料水分分解与蒸发、挥发分的挥发、氧化物的氧化还原、耐火材料的孔隙分的挥发、氧化物的氧化还原、耐火材料的孔隙及被侵蚀分解、窑炉气体的孔隙及被侵蚀分解及被侵蚀分解、窑炉气体的孔隙及被侵蚀分解澄清的两种方法澄清的两种方法 A、气泡长大、气泡长大 B、气泡变小、溶解、气泡变小、溶解 澄清过程澄清过程 气泡的形成和长大气泡的形成和长大 气体的转化与平衡气体的转化与平衡 液液炉炉AAPP 液液炉炉AAPP 液液泡泡AA

29、PP 液液泡泡AAPP 炉气中气体炉气中气体气泡中气气泡中气体体漂浮排出漂浮排出玻璃液中气体玻璃液中气体澄清的措施澄清的措施延长澄清时间延长澄清时间提高澄清温度提高澄清温度玻璃液沸腾搅拌、鼓泡玻璃液沸腾搅拌、鼓泡高压或真空冶炼高压或真空冶炼加澄清剂加澄清剂（4）玻璃液的均化）玻璃液的均化 产生不均质体的原因产生不均质体的原因 配合料的不均匀性配合料的不均匀性 耐火材料被侵蚀耐火材料被侵蚀 熔化制度不稳定熔化制度不稳定 玻璃液导热性差玻璃液导热性差 熔窑的加热和冷却熔窑的加热和冷却均化过程均化过程 不均质体扩散：从高浓度到低浓度不均质体扩散：从高浓度到低浓度 玻璃液对流均化：纵向、横向、深向玻璃

30、液对流均化：纵向、横向、深向 表面张力的作用表面张力的作用 （5）玻璃液的冷却）玻璃液的冷却 目的：将玻璃液的粘度增高到成形制品所目的：将玻璃液的粘度增高到成形制品所需的范围，需的范围，104PaS左右，即玻璃成形温左右，即玻璃成形温度范围度范围要求要求 适合成型的温度、不破坏玻璃液的均匀性适合成型的温度、不破坏玻璃液的均匀性、不产生二次气泡、不产生二次气泡 冷却方法：自然、强制冷却方法：自然、强制（6）玻璃玻璃熔窑熔窑把合格的配合料熔制成无气泡、条纹、析把合格的配合料熔制成无气泡、条纹、析晶的透明玻璃液，并使其冷却到所需的成晶的透明玻璃液，并使其冷却到所需的成型温度。型温度。连续式窑连续式窑

31、按熔制过程的连续性分按熔制过程的连续性分间歇式窑间歇式窑按使用的热源分按使用的热源分电热窑电热窑火焰窑火焰窑火焰火焰-电热窑电热窑 按窑内火焰流动走向分按窑内火焰流动走向分 横火焰窑横火焰窑马蹄焰窑马蹄焰窑纵火焰窑纵火焰窑换热式窑换热式窑 按废气余热回收设备分按废气余热回收设备分蓄热式窑蓄热式窑平面图横 截 面 图配合料由投料口进入熔化部，由窑的一侧的小炉喷焰配合料由投料口进入熔化部，由窑的一侧的小炉喷焰加热，火焰把热量传给配合料，熔化与澄清后的玻璃加热，火焰把热量传给配合料，熔化与澄清后的玻璃液进入冷却部，经流槽口进入锡槽。燃烧后的废气进液进入冷却部，经流槽口进入锡槽。燃烧后的废气进入另一侧

32、的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出，入另一侧的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出，4、玻璃的成形、玻璃的成形成形方法分类成形方法分类成形成形热塑成形热塑成形冷成形冷成形物物理理成成形形化化学学成成形形吹吹制制成成形形拉拉制制成成形形压压制制成成形形压压延延成成形形浇浇铸铸成成形形离离心心成成形形喷喷吹吹成成形形浮浮法法成成形形机械成形方法机械成形方法如何将玻璃液供给成形机是机械化成形的主要问题如何将玻璃液供给成形机是机械化成形的主要问题。供料方法主要有：。供料方法主要有：液流供料：液流供料：利用池窑中玻璃本身的流动来进行连利用池窑中玻璃本身的流动来进行连续供料；续供料；真空吸料：真空吸料：在真空的作

33、用下，将玻璃液化吸出池在真空的作用下，将玻璃液化吸出池窑进行供料的方法；窑进行供料的方法；滴料供料：滴料供料：使池窑中的玻璃液流出达到所要求的使池窑中的玻璃液流出达到所要求的成形温度，由供料机制成一定质量和形状的料滴成形温度，由供料机制成一定质量和形状的料滴，送入成形机的模型中。，送入成形机的模型中。成形方法：成形方法：压制法、拉制法、吹制法、压延法、压制法、拉制法、吹制法、压延法、浇铸法和烧结法。浇铸法和烧结法。吹制法：吹制法：又分压吹法、吹吹法和转吹法。又分压吹法、吹吹法和转吹法。压吹法压吹法的特点是先用压制的方法制成制品的口部的特点是先用压制的方法制成制品的口部和雏形，然后再移入成形模中

34、吹成制品。和雏形，然后再移入成形模中吹成制品。压吹法成形广口瓶示意图压吹法成形广口瓶示意图1.雏形模；雏形模；2.成形模；成形模；3.冲头；冲头；4.口模；口模；5.吹气头；吹气头；6.模底模底吹吹法：吹吹法：在带有口模的雏形模中制成口部和吹成在带有口模的雏形模中制成口部和吹成雏形，再将雏形移入成形模中吹成制品。雏形，再将雏形移入成形模中吹成制品。翻转料泡吹制法示意图翻转料泡吹制法示意图(a)落料扑气；落料扑气；(b)倒吹气；倒吹气；(c)发转入成形模；发转入成形模；(d)吹制吹制真空吸料成真空吸料成形示意图形示意图1.吸气头吸气头2.口模；口模；3.雏形模雏形模4.咸形模咸形模5.模底板模底

35、板6.闷头；闷头； 7.吹气头吹气头8.制品制品拉制法：拉制法：拉制法主要用子生产玻璃管、棒拉制法主要用子生产玻璃管、棒、平板玻璃等。、平板玻璃等。丹纳拉管法示意图丹纳拉管法示意图维罗拉管法示意图维罗拉管法示意图5、玻璃的退火、玻璃的退火在生产过程中，玻璃制品经受激烈的、不均匀的在生产过程中，玻璃制品经受激烈的、不均匀的温度变化，会产生温度变化，会产生热应力热应力。这种热应力能降低玻璃制品的强度和热稳定性。这种热应力能降低玻璃制品的强度和热稳定性。热成型的制品若不经退火令其自然冷却，则在冷热成型的制品若不经退火令其自然冷却，则在冷却、存放、使用、加工过程中会产生炸裂。却、存放、使用、加工过程中

36、会产生炸裂。玻璃的应力：热应力、结构应力及机械应力。玻璃的应力：热应力、结构应力及机械应力。 热应力热应力是由于玻璃中存在温差而产生的应力，按其是由于玻璃中存在温差而产生的应力，按其产生的特点可分为产生的特点可分为暂时应力（温度梯度）和永久应暂时应力（温度梯度）和永久应力力两类。两类。 玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力称结构应力。它是属于永久应力，玻璃即使经退力称结构应力。它是属于永久应力，玻璃即使经退火也不能消除这种应力。火也不能消除这种应力。由外力作用在玻璃上引由外力作用在玻璃上引 起的应力，当外力除去时起的应力，当外力除去时该应力

37、随之消失，此应力称该应力随之消失，此应力称机械应力机械应力。在生产过。在生产过程中，若对玻璃制品施加过大的机械力也会使玻程中，若对玻璃制品施加过大的机械力也会使玻璃制品破裂。璃制品破裂。（1）退火温度：）退火温度：为了消除玻璃中的永久应力，必须把玻璃加热为了消除玻璃中的永久应力，必须把玻璃加热到到低于玻璃转变温度低于玻璃转变温度Tg附近某一温度附近某一温度进行保温进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛，这个选定的保温均热温度称玻璃的退火松弛，这个选定的保温均热温度称玻璃的退火温度温度 。 v退火下限温度和退火上限温度：经过退火下限温度和退火上限温度：经过3min能消除能消除95的应力的保温温度为退火上限温度；经的应力的保温温度为退火上限温度；经3min只能消除只能消除5的应力的温度为退火下限温度。的应力的温度为退火下限温度。 v退火温度范围：退火下限温度退火温度范围：退火下限温度退火上限温度。退火上限温度。 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）退火工艺）退火工艺v将玻璃制品重新