玻璃成型工艺原理课件.ppt

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1、2.玻璃成型工艺原理2.1与玻璃成型有关的性质2.1.1玻璃状态转化性质自由流动体：具有液体通性，可自由流动，黏度小于104.25Pa·s成型高黏塑性体：受成型控制后，有良好的形态变化，并能逐渐保持新的成型形态，黏度为104.25-105.75Pa·s不可成型高黏塑性体：玻璃体有看可塑性，但必须在较强受理下才有成型的可能，实际已失去成型的可行性，黏度105.75-108Pa·s弹性塑体：受力后有形态变化，有可弯性，无厚度成型性，重新受力有可恢复原有平整状态性能，黏度108-1011Pa·s弹性初态：受力发生断裂。内部指点有很强的滑动性，黏度1011-1012Pa·s弹性体转化过程

2、：转化为完全弹性体。黏度1012-1016.5Pa·s2.1.2玻璃的黏度1.定义:黏度又称为粘滞系数，是指抵抗流体（液体或气体）流动的量度。将两块面积为1m的板浸于液体中，两板距离为1米，若加1N的切应力，使两板之间的相对速率为1m/s，则此液体的黏度为1Pa.s。（公式P82-1）f＝ηSdv/dx（2-1）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，简称黏度。单位是Pa·s，或P(泊，1Pa·s=10P)；黏度的倒数称液体流动度Φ，即Φ=1/η。黏度的单位:Pa·s;1帕·秒（Pa·s）=10泊（P

3、）。还有dPa·s（分帕·秒）、cPa·s（厘帕·秒）、mPa·s（毫帕·秒）。换算关系如下：1Pa·s=10dPa·s=100cPa·s=1000mPa·s玻璃的黏度与熔体结构密切相关，而熔体结构又决定于玻璃的化学组成和温度。熔体的结构特点：熔体中有许多聚合程度不同的负离子团平衡共存负离子团形状不规则，短程有序负离子团的种类、大小随熔体组成及温度的变化而变化离子半径大而电荷小的氧化物课时硅氧基团出现断裂，负离子团变小某些情况下会产生分相硅酸盐熔体中存在大小不同的硅氧四面体活络和阴离子，熔体中存在较大的空隙，可使小型的四面体群穿插移动。熔体中碱金属和碱土金属以离子状态R+,R2+

4、存在。影响玻璃黏度。2.黏度与熔体结构的关系无规则网络学说的玻璃结构模型石英晶体石英玻璃钠硅酸盐玻璃3.影响玻璃黏度的主要因素影响熔体黏度的主要因素是温度和化学组成。硅酸盐熔体在不同温度下的黏度相差很大，可以从102变化至1015Pa·s；组成不同的熔体在同一温度下的黏度也有很大差别。在硅酸盐熔体结构中，有聚合程度不同的多种聚合物交织而成的网络，使得质点之间的移动很困难，因此硅酸盐熔体的黏度比一般液体高得多。黏度是玻璃重要的性质之一，尤其在成型和退火方面起着控制性的作用。在很多工序中都用黏度作为控制和衡量的标志。玻璃料性：对应于粘度104－108P时的温度间距。温度影响：10Pa

5、·s（或更低）-1011Pa·s黏度范围内，玻璃的黏度与化学组成与温度有关，从1011-1014（或更高）的范围内，黏度还是时间的函数A区：典型的黏性液体B区（转变区）：黏度随温度的下降而迅速增大，还是时间的函数C区：弹性区P10表2-1黏度对应的温度化学组成对玻璃黏度的影响玻璃化学组成与粘度之间存在复杂的关系，氧化物对玻璃粘度的影响，不仅取决于该氧化物的性质，而且还取决于它加入玻璃中的数量和玻璃本身的组成。当加入SiO2、Al2O3、ZrO2等氧化物时，因这些阳离子的电荷多、离子半径小，故作用力大，总是倾向于形成更为复杂巨大的阴离子团，使粘滞活化能变大，增加玻璃的粘度。当引入碱

6、金属氧化物时，因能提供“游离氧”，使原来复杂的硅氧阴离子团解离，使粘滞活化能变小，降低玻璃的粘度。当加入二价氧化物时对粘度的影响较为复杂，它们一方面与碱金属离子一样，给出游离氧使复杂的硅氧阴离子团解离，使粘度减小，另一方面这些阳离子电价较高、离子半径又不大，可能夺取原来复合硅氧阴离子团中的氧离子于自己周围，致使复合硅氧阴离子团“缔合”而粘度增大。CaO、B2O3、ZnO、Li2O对粘度影响最为复杂。低温时ZnO、Li2O增加粘度，高温时降低粘度。低温时CaO增加粘度，高温时含量<10-12%降低粘度，含量>10～12%增加粘度。低温时B2O3含量<15%增加粘度，含量>15%降低

7、粘度，高温时降低粘度。（1）SiO2、Al2O3、ZrO2等提高粘度。（2）碱金属氧化物降低粘度。（3）碱土金属氧化物对粘度的作用较为复杂。一方面类似于碱金属氧化物，能使大型的四面体解聚，引起粘度减小；另一方面这些阳离子电价较高（比碱金属离子大一倍），离子半径又不大，故键力较碱金属离子大，有可能夺取小型四面体群的氧离子于自己周围，使粘度增大。前者在高温时是主要的，而后者主要表现在低温。碱土金属离子对粘度增加的顺序一般为：Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+（4）PbO、CdO、