玻璃加工之玻璃特性.ppt

《玻璃加工之玻璃特性.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、玻璃加工之玻璃特性品技部：刘哲2014-3-20课题大纲1、什么是玻璃2、玻璃的熔解范围3、玻璃的表面张力4、玻璃的热传导5、玻璃的机械强度6、玻璃的电解7、玻璃的膨胀8、玻璃的化学特性一、什么是玻璃凡是通过“过冷”溶液的方法而制得的一切无定形体物体，不管其化学性质及凝固温度范围如何，统称玻璃;玻璃是一种几千年前就被发现的天然材料，当玻璃能被合成后，这种材料就得到了广泛的应用；主要成分的分子结构是四面体的二氧化硅（SiO2）如下图：二、玻璃的熔解范围1、金属与玻璃的结构2、金属与玻璃的熔解3、玻璃的熔化曲线铅玻璃钡玻璃粘度点温度温度应力点41045

2、5退火点445490Philips软化点460505美国软化点635675工作点10001020熔化点15051490-屈服点：应力能在数小时内消除的粘度点-退火点：应力能在数分钟内消除的粘度点-美国软化点：玻璃自己就会变形的粘度点（表面张力，重力）玻璃开始可以粘住。-工作点：玻璃可以在商业设备上加工的粘度点为了加工玻璃的目的，飞利浦感觉需要定义另外一个点：-飞利浦软化点：在施加外力情况下玻璃会变形，应力能在数秒内消除有时会用到另外一些点：熔化点：虽然玻璃没有熔点只有一个熔化过程，但还是专门定义10²粘度为其熔点三、表面张力由于内聚力，液体内的分子

3、会互相吸引，如一个分子周围完全被其他分子围绕，它在各个方向上受到的力相同，合力为零。但在表面的分子受力不平衡，结果产生一个向内的拉力，这个拉力的结果是表面/体积比必须是最小的，这个情况经常是球形。玻璃表面收缩成球体的趋势总是存在，只要玻璃的粘度允许，表面张力就起作用，这个特性在玻璃加工中得到广泛的应用，如：光口、做灯芯时水线升高、落料式封口等。这就是为什么表面张力被认为在玻璃加工中3个主要特性之一。四、热传导率材料的热导率是表示在两个相差1度的单位表面上热量流过的速率，热传导有三种基本方式：1）传导：一个原子比它周围原子的振动速率大（即温度高），会

4、撞击周围的原子，使周围原子的振动速率加快（即增加其温度）2）辐射：每个原子发射和接收一部分能量，当一个原子比其周围的原子温度高时，它发出的能量比接收到的多，所以它会损失能量（＝冷却），周围的原子就获得能量（增加温度），直到达到平衡。3）对流：当一个振动较快的原子能够在结构中移动时，它会将能量带到另外一个地方，原子到达的那一点就可以看到比原来的原子振动要快（即温度高）。因为玻璃总在较低的温度（例软料玻璃＜300℃，只有传导发生，在较高的温度300℃-800℃辐射和传导一起开始增加其速率，在更高的温度＞800℃辐射和对流就占主要地位，这不难理解：玻璃流

5、动性越高，对流就越容易发生。导热率温度很明显玻璃的这个特性对玻璃加工特别重要，在较低的温度下，热量能够很好的限制在需要加热的区域而不使其他区域变形，这是其优点！因为随着温度升高，热传导速度迅速增加，这样可以将加工区域能在较短的时间内加热到工作温度，但在另一方面，由于低的热导率，玻璃上不同区域的温差会产生应力，这是其不好的方面！五、玻璃的机械强度大体上，玻璃较硬，在理想情况下能承受较大的外力（压力和张力）；然而只要表面出现不规则，抗张强度就会大大降低，这是称之为“刻痕效果”的结果；即使很小的一个力，在开裂的地方就超过了能承受的最大拉力，玻璃就开裂；例

6、：环形弯架用锉刀在排杆上划一道伤痕后，用手很容易就可以掰断排杆。六、玻璃的电解应力开裂漏气灯，这种现象称为“电解”；图（1）在直流情况下，相对小的Na+离子逐步从正极向负极迁移。也就是在正极周围的Na离子减少，在负极Na离子增加，这就改变了两边玻璃的成分，改变了玻璃的膨胀系数，应力也就会产生。图（2）在交流情况下Na+不能从一个极向另外一个极迁移但仍会发生电解。在抽真空的灯中，电子从热钨灯丝上发射到相对冷的打扁处。打扁表面就充负电，Na+离子从电极向表面迁移。同样因为玻璃成分和膨胀系数的改变，引起开裂。温度越高，电解速度就越快。因为随着玻璃中钠

7、含量的增加电导率也会增加，直接的解决办法是减少钠含量。然而，这样会提高熔化点，对加工带来不利的影响。加入其它的成分，如铅（Pb）和钡（Ba）有比较大的原子，可以阻止Na离子的迁移，也就可以阻止电解，尽管在高温下不能降到零。这就是采用铅玻璃做灯芯的原因。在无铅的灯芯玻璃（360玻璃）用钡（Ba）代替了铅（Pb），达到同样的效果。七、玻璃的热膨胀在许多应用中玻璃的热膨胀是一个很重要的特性。两个主要的相关领域：1)封接（即哪种材料能同玻璃有效封接）2)抗热爆性（即不热爆的能力）膨胀系数首先要求它们的热膨胀系数相同或相近，如果膨胀系数不匹配，就会在封接处因

8、内应力的作用产生炸裂。膨胀系数差别在6×10-7／K以内的玻璃，可以相接，但要经过退火。如何测膨胀系数下面介绍判断两种不知