玻璃实验总结报告

玻璃综合性设计实验——实验总结报告湖蓝色玻璃材料的制备及性能测定

班级：无非0901

姓名：班硕、林世泽、姜雪涛、侯喜财、陈洪辉

指导老师：马晶

日期：2012年12月14日

沈阳化工大学材料科学与工程学院

一、实验原料、仪器、设备

原料：碳酸钠（Na2CO3）；硼酸（H3BO3）；氧化铜（CuO）；

设备：SSG-12-16C电阻炉、SM-2.8-12马弗炉、天平、切割机、小电炉、G2X-9146MBE数显鼓风干燥箱、2A系列密度天平、分光光度计；

仪器：研钵、筛子、白纸、瓷质坩埚（20ml、50ml）、坩埚钳、石棉手套、护目镜、加料勺、成型模具、样品袋、砂纸（100目、360目）、烧杯、抛光介质（铁粉）、滴定瓶（25ml）。

二、实验方案

本实验为Na2O-B2O3二元系统，设计不同的Na20/B2O3（结合硼反常现象观察不同含量的Na20对玻璃的真密度、表观密度的影响），得表：

表1 mol％

根据不同含量的着色剂，以1＃、2＃组分为基础，添加不同含量的氧化铜(用以观察不同含量的着色剂对玻璃透光率的影响)，得表：

表2 mol％

三、配方计算

以熔制100g玻璃为基准，1＃的配方计算过程如下：

将1＃中组分的摩尔分数转换为质量分数（B2O3相对分子质量为70，Na2O为62）;

m:B2O3—84X70=5880g;

m:Na2O—16X62=992g;

∑：5880+992=6872g;

质量分数：w(Na 2O)—9926872X 100％=14.44％

w(B 2O 3)—58806872

X100％=85.56％ B 2O 3由硼酸引入（H 3BO 3）,Na 20由NaCO 3引入；

需要硼酸的质量为：85.56％X100X 2X 6270=151.56g;

需要碳酸钠的质量为：14.44％X100X

10662=24.69g;

∑：151.56+24.69=176.25g

以相同的计算过程计算2＃、3＃、4＃、5＃、6＃，得其原料质量如表： 表3 g

四、玻璃的熔制

1、玻璃配合料的制备

由表3所计算的配方，将所用的各原料按照一定比列称量、混合，具体步骤如下：

①将以准备好的硼酸和碳酸钠按照测量的顺序放在天平旁待测。

②校准天平，要求精确到0.01g ，同时准备好配合料研磨所需要的器具，研钵、白纸、研磨棒。

③依照表3计算的原料质量进行准确称取，称量后放在白纸上并做上标记。 ④将称量好的原料倒入研钵中，进行充分的研磨，搅拌均匀。

2、玻璃的熔制、成型、退火

Na 2O-B 2O 3二元系统玻璃的熔制温度在650~800℃，坩埚炉设置程序为1000℃将混合好的各组原料分别加入到50ml 的瓷质坩埚中，在1000℃时放入坩埚炉.间隔5min 加料一次，共加料3次，在1000℃保温10min, 10min 后取出倒入以预热的模具中，稍许，放入450℃的马弗炉中进行退火处理，退火30min.

工艺制度如图：

图1

3、玻璃试样的制备

本实验共测了三种不同性质，分别为表观密度、真密度、光谱。

①针对表征密度，将实验过程中的部分废品，如不成形的小块儿进行测量，

所以不需要加工。

②真密度的测量，用滴定瓶和水浴的方法操作，将以标记的样品进行研磨，

并过6目的筛子，将玻璃试样砸碎并研磨成细小颗粒。

③光谱的测定要求较高，研磨成宽X长为14X35mm的玻璃样，由于厚度太薄，

不好操作，遂厚度未处理，然后再研磨机上进行研磨，分别用100目、360目研磨，研磨之后再抛光机上进行抛光（抛光采用毛毡材质的抛光盘和铁

粉作为介质），将处理好的样品保留，待测。

五、玻璃的性能测试

⑴、表观密度（本实验采用2A系列密度天平）

①1＃、2＃、3＃的样品准备，用酒精擦洗，烘干待用。（1＃、2＃、3＃各三

个样品）。

②本实验采用的是真密度天平，实验开始前组装设备，并进行预热处理。

③将实验设备中的烧杯装满水放置在设备底座上，组装好仪器，小托盘和漏网装置好。

④调整模式，出现solid-1，待出现0.000g 时，将待测样品放置在测量托盘上，稳定后置零，再次显示solid-2，当出现0.000g 时，将托盘上的样品小心的取下并放在没在水中的漏网上，屏幕将显示solid-3，待稳定后，将出现一个非零数据，记录该数据。

⑤每个组分有三个样品，分别测量即每个样品测量三次，取平均数。

⑥将测量好的数据记录在表。

表4

（2）真密度(本实验采用G2X-9146MBE 鼓风烘干机、电炉、分析天平)

① 将1＃、2＃、3＃样品各一份砸碎，研磨，并过6目的筛子，用纸包包好。 ② 三份基础玻璃颗粒在分析天平上称重（2g ），每份称取两份。

③ 将比重瓶（25ml ）放在真空烘干箱中烘干，并将大烧杯盛满水在电炉上煮沸，排除其中的气泡。

④ 待比重瓶烘干后，将2g 的各样品放在比重瓶中，并在分析天平上称量，记录数据。

⑤ 将排完气的水（冷却以后）倒入装满样品的比重瓶中，并在电炉上排气，片刻之后，待比重瓶中的试样排完气之后，放在室温下，冷却。

⑥ 冷却之后，将比重瓶放在分析天平上称量，记录数据。

⑦

将比重瓶洗净，在真空烘箱内烘干，取出后，往比重瓶中倒入排过气的水，并在分析天平上称重，记录数据。

⑧ 数据处理

表5 g

——空瓶+水质量；