4_玻璃的黏度(1)

1玻璃工艺学2玻璃工艺学玻璃性质概述定义：指玻璃对外界因素的作用所作出的反应。外因玻璃性质热热稳定性、热膨胀系数、导热系数电电导率、介电损耗光折射率、反射、光吸收机械力机械强度、弹性模量、硬度化学介质化学稳定性分类：迁移性质、非迁移性质、其它性质3玻璃工艺学1.迁移性质可用离子迁移时克服势垒的能量衡量。成分与性质间不符和加和法则。包括电导、电阻、粘度、化稳性等。在[Tg,Tf]内逐渐变化2.非迁移性质和玻璃成分间关系简单，符合加和法则。包括折射率、色散、弹性模量、硬度、热膨胀系数、介电常数等。在[Tg,Tf]内突变。1TLgA转变区玻璃性质概述转变区LgBT折射率弹性4玻璃工艺学3.其它性质光吸收、颜色等。是由于电子在离子内跃迁、在不同离子间的电荷迁移及原子或原子团的振动引起。玻璃性质概述5玻璃工艺学（一）粘度的物理意义粘度是用来衡量粘滞流动的，它表示了液体的内摩擦力。这种内摩擦力是液体结构的外在表现。定义：粘度指面积为S的两平行液层以一定的速度梯度（dv/dx）移动时需克服的内摩擦阻力f。速度梯度dv/dx面积S内摩擦力F流动方向液体流动时内摩擦力一、玻璃的粘度6玻璃工艺学f=·S·(dv/dx)(4-1)——粘度或粘度系数单位：国际单位：帕斯卡·秒（Pa·S）常用单位：泊（P）1Pa·S=10P=1/--流动度20C水=10-3Pa·S玻璃=10Pa·S～1018Pa·S7玻璃工艺学8玻璃工艺学（二）粘度特征点（Pa·S）对应温度日用玻璃石英玻璃10澄清温度1500C2000C102~103自动供料温度1178C104~105结晶过程103~106.6操作范围3×106~1.5×107软化温度764C1580C1012退火上限583C1084C1012.4转变点Tg1013.5应变点539C956C9玻璃工艺学（三）粘度和温度的关系玻璃的粘度随温度降低而增大，从玻璃液到固态玻璃的转变过程中，粘度是连续变化的。1.粘度与温度关系的量化质点移动（流动）需有克服一定势垒（u）的能量。u流动性粘度=A’e–u/KT（4-2）=1/=Aeu/KT（4-3）u--粘滞活化能（势垒）--流动度Lg=+/T(u是常数)（4-4）=LgA=(u/K)Lge10玻璃工艺学bc中温段冷却时不断发生聚合，故此段为非线性关系。ab、cd段为线性关系高温熔体基本无聚合低温聚合趋于完毕abcdLg1/T11玻璃工艺学2.玻璃的-T曲线用d/dT表示料性d/dT大即料性短（A）曲线较陡d/dT小即料性长（B）曲线较平缓料性短的玻璃可有较高的成型机速。TAB炉中以相同速度升温，伸长速度不同，玻璃2料性较短12玻璃工艺学（四）粘度与玻璃组成的关系1.氧硅比O/Si表现了网络连接程度。O/Si大时Onb多，较小。O/Si小时Onb少，较大。2.化学键的强度其他条件相同时化学键越强粘度越大。R2O-SiO2中R+使粘度降低（1）O/Si高时，LiNaK（2）O/Si低时，LiNaK13玻璃工艺学（3）CaO·在Na2O-CaO-SiO2玻璃中降高温粘度，升低温粘度。一般含量12.5%，含量过多料性短、脆性大、易析晶。3.阳离子极化力阳离子极化力大，减弱硅氧键的作用强，使降低。非惰性气体型阳离子极化力惰性气体型如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。14玻璃工艺学5.配位数·电荷相同时N越大越大。如：In2O3(N=6)Al2O3(N=4)ZrO2(N=8)TiO2(N=6)GeO2(N=4)·氧化硼表现明显。硼反常[BO4][BO3]6.其它阴离子对粘度影响OH–使降低氟化物取代氧化物降低15玻璃工艺学小结（1）SiO2、Al2O3、ZrO2等增加粘度。（2）碱金属氧化物降粘度。（3）PbO、CdO、Bi2O3、SnO等降低粘度。（4）碱土金属氧化物高温降粘度，低温升粘度。（使料性变短）增加粘度的顺序Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+lgη=13lgη=316玻璃工艺学（五）粘度的计算与测量1.测量（常测高温粘度）落球法：=100.5~1.3105Pas，根据斯托克斯沉降原理，测定铂球在熔体中下落速度求。转筒法：=101~107Pas，利用铂丝悬挂的转筒浸在熔体内转动，悬丝受到熔体的粘滞阻力作用而扭成一定角度，由此扭转角的大小来测定。拉丝法：=107~1014Pas，Tf~Tg间用无荷重玻璃丝法;Tg以下用玻璃丝荷重伸长法.如:成型下限温度即玻璃丝由于自重每分钟伸长1mm时的温度17玻璃工艺学2.计算奥霍琴法：T=AX+BY+CZ+DT—某粘度值对应的温度；X、Y、Z—分别是Na2O、CaO+Mg0、A12O3的质量百分数；A、B、C、D—分别是Na2O、CaO+3％Mg0、Al2O3、SiO2的特性常数，随粘度值而变化。18玻璃工艺学玻璃粘度（Pa.S）系数数值以1％MgO代1％CaO时所引起的相应温度提高(℃)ABCD102-22.87-16.106.501700.409.0103-17.49-9.925.901381.406.0104-15.37-6.255.001194.225.0105.5-12.19-2.194.58980.723.5106-10.36-1.184.35910.862.6107-8.710.474.24815.891.4108-9.191.575.34762.501.0109-8.751.925.20720.801.01010-8.472.275.29683.801.51011-7.463.215.52632.902.01012-7.323.495.37603.402.51013-6.295.245.24561.503.019玻璃工艺学计算举例玻璃的成分为：Na2O15％、CaO８％、Mg01％、Al2O3３％、SiO273％，试求黏度=10４Pas时的温度？T=－15.37×15－6.25×(8+1)+5×3+1194.22=922℃则温度共降低：2×5=10℃T=10４=922－10=912℃Mg0实际含量比３％低２％，由表知，=10４Pas时，CaO每取代Mg0１％，温度下降５℃20玻璃工艺学