熔体的性质ppt课件.ppt

《熔体的性质ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章　非晶态结构与性质4.1熔体的结构4.2熔体的性质4.3玻璃的通性和玻璃的转变4.4玻璃的形成4.5玻璃结构理论4.2熔体的性质一、粘度粘度的含义、粘度与温度的关系、粘度与组成的关系二、表面张力表面张力的含义、表面张力与温度的关系、表面张力与组成的关系一、粘度粘度：流体（液体或气体）抵抗流动的度量。当液体流动时：F＝ηSdv/dx式中F―两层液体间的内摩擦力；S―两层液体间的接触面积；dv/dx―垂直流动方向的速度梯度；η―比例系数，称为粘滞系数，简称粘度。【粘度物理意义】单位接触面积、单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力。【粘度单位】Pa·s（帕·秒）。1Pa·s＝1N·s/m2＝10

2、dyne·s／cm2＝10P（泊）1dPa·s（分帕·秒）＝1P（泊）。【液体流动度ф】粘度的倒数，即ф=1/η。影响熔体粘度的主要因素：温度化学组成不同温度下，硅酸盐熔体粘度可在10-2~1015Pa·s间变化；同一温度下，组成不同熔体的粘度有很大差别；硅酸盐熔体粘度比一般液体高得多硅酸盐熔体结构中有多种聚合程度不同的聚合物交织形成网络，质点间移动困难几种熔体的粘度1．粘度－温度关系（1）弗仑格尔公式ф＝A1ｅ－△u/kTη＝1/ф＝A2ｅ△u/kTlogη＝A＋B/T式中△u——质点粘滞活化能；K——波尔兹曼常数；T——绝对温标；A1、A2、A——与熔体组成有关的常数。【注意】该公式假定

3、粘滞活化能是与温度无关的常数，则只能应用于简单的不缔合的液体或在一定温度范围内缔合度不变的液体。对于硅酸盐熔体在较大温度范围时，斜率会发生变化，因而在较大温度范围内以上公式不适用。钠钙硅酸盐玻璃熔体粘度与温度的关系0.40.61.00.81.21296301600200010001200800600Logη1/T10-3(K-1)(180)(300)(550)kJ/mol（2）VFT公式（Vogel-Fulcher-Tammann公式）式中A、B、T0——与熔体组成有关的常数。【注意】以上两公式均为经验式，因此目前粘度仍不能通过计算而得到精确数据，在实际生产和科研中仍需实际测定粘度数据作为依

4、据。（3）粘度的测定硅酸盐熔体粘度相差很大（10-2~1015Pa·s）不同范围粘度用不同方法测定．107~1015Pa·s：拉丝法。根据玻璃丝受力作用的伸长速度来确定。10~107Pa·s：转筒法。利用细铂丝悬挂的转筒浸在熔体内转动，悬丝受熔体粘度的阻力作用扭成一定角度，根据扭转角的大小确定粘度。100.5~1.3×105Pa·s：落球法。根据斯托克斯沉降原理，测定铂球在熔体中下落速度求出。小于10-2Pa·s：振荡阻滞法。利用铂摆在熔体中振荡时，振幅受阻滞逐渐衰减的原理测定。（4）特征温度某些熔体的粘度－温度曲线a.应变点：４×1013Pa·s粘度时的温度，此时不存在粘性流动，玻璃在该温

5、度退火时不能除去其应力。b.退火点（Tg）：1012Pa·s粘度时的温度，是消除玻璃中应力的上限温度，也称为玻璃转变温度。c.变形点：1010～1010.5Pa·s粘度时的温度，指变形开始温度，对应于热膨胀曲线上最高点温度，又称为膨胀软化点。d.Litteleton软化点:4.5×106Pa·s粘度时的温度，是用0.55～0.75mm直径，23cm长的玻璃纤维在特制炉中以５℃／min速率加热，在自重下达到1mm/min伸长速率时的温度。e.操作点：104Pa·s粘度时的温度，是玻璃成形的温度。f.成形温度范围；103～107Pa·s粘度时的温度，指准备成形操作与成形时能保持制品形状所对应的的

6、温度范围。g.熔化温度：10Pa·s粘度时的温度，玻璃能以一般要求的速度熔化，玻璃液的澄清、均化得以完成。２．粘度－组成关系（1）O/Si比O/Si↑：硅氧四面体网络聚合程度↓，粘度↓。熔体中O/Si比值与结构及粘度的关系熔体的分子式O/Si比值结构式[SiO4]连接形式1400℃粘度值（Pa·s）SiO22∶1[SiO2]骨架状109Na2O·2SiO22.5∶1[Si2O5]2－层状28Na2O·SiO23∶1[SiO3]2－链状1.62Na2O·SiO24∶1[SiO4]4－岛状<1（2）一价碱金属氧化物：粘度↓↓加入R2O（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O），熔体粘度

7、显著降低。原因：R＋电荷少、半径大，和O2－作用力小，能提供系统中的“自由（游离）”氧而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低，粘度变小。网络改变剂氧化物对熔融石英粘度的影响□=Li2O-SiO21400℃；○＝K2O-SiO21600℃；△=BaO-SiO21700℃132046875901020304050Logη(η:P)金属氧化物（mol%）Na2O－Si2O