玻璃工艺学-130425

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玻璃工艺学

玻璃工艺学

广义的玻璃包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃,狭义的玻璃仅指无机玻璃。

玻璃具有良好的光学和电学性能,较好的化学稳定性,有一定的耐热性能,透明而质硬,可以用多种成型方法和加工方法制成形状多变、大小不一的玻璃制品,并且可以通过调整玻璃的化学组成改变其性能,以满足不同使用条件的需要。

制造玻璃的原料易于获得,价格低廉。

因此,玻璃制品被广泛应用于建筑、轻工、交通、医药、化工、电子、航天等各个领域。

一.平板玻璃概况平板玻璃是与国民经济和人民生活密切相关的极为重要的原材料和生活资料。

机制平板玻璃自 20 世纪问世以来,有诸多的生产方法,如:有槽法、无槽法、平拉法、对辊法和格拉威伯尔法,总称为传统工艺。

采用上述方法生产的平板玻璃统称为普通平板玻璃。

1957 年,英国人匹尔金顿 (Pilkington) 发明了浮法工艺 (PB 法 ) ,并获得了专利权。

匹尔金顿公司于 1959 年建厂,生产出质量可与磨光玻璃相媲美的浮法玻璃,拉制速度数倍乃至十数倍于传统工艺,生产成本却相差无几。

1963 年美国、日本等玻璃工业发达的国家,争先恐后地向英国购买 PB 法专利,纷纷建立了浮法玻璃生产线,在极短的时间内,浮法玻璃取代了昂贵的磨光玻璃,占领了市场,满足了汽车制造工业的要求,使连续磨光玻璃生产线淘汰殆尽。

随着浮法玻璃生产成本的降低,可生产品种的扩大 (O . 5 ~ 50ram 厚度 ) ,又逐步取代了平板玻璃的传统工艺,成为世界上生产平板玻璃最先进的工艺方法。

1975 年,美国匹兹堡公司 (PPG) 发明了新浮法 (LB 法 ) ,并获得了专利权。

浮法工艺的出现,使世界平板玻璃产量有了大幅度的提高,从 1960 年的 434 万 t 增长到 1990 年的2300 万 t ,折合 2mm 厚玻璃 46 亿 m 2 ,平均年增长率%,其中浮法玻璃约占 80 %, 1994 年世界平板玻璃的产量约为 2500 ~ 2600 万 t 。

(玻璃工艺学) 教学大纲06年3月11日

(玻璃工艺学) 教学大纲06年3月11日

《玻璃工艺学》教学大纲课程编号:083077课程名称:玻璃工艺学英语名称:课程类型:专业限选课总学时:48 讲课学时:44 实验学时:4学分:3适用对象:材料科学与工程无机材料专业方向先修课程:材料科学、材料工程、热工工程和设备、工业窑炉一、课程性质、目的和任务玻璃工艺学是无机非金属材料专业的主要专业课。

主要讲授玻璃组成结构物理化学性能、生产工艺过程及设备及各种制品的生产工艺和玻璃加工。

目的是使学生掌握玻璃生产制备的基本原理、工艺过程和设备,使之胜任玻璃生产工艺工程师的基本技术要求。

教学基本要求玻璃工艺学课程教学主要包括生产实习、课堂教学和实验教学三部分内容。

生产实验内容主要是分解掌握玻璃生产工艺过程,从原料选择配合料制备、玻璃熔制和熔制设备、玻璃成型工艺和成型设备、玻璃退火工艺和退火设备、动力、运输和总图布置以及玻璃加工工艺过程及设备。

生产实习在玻璃生产厂家现场实施。

二、教学内容及要求课程教学内容主要以西北轻工业学院主编的《玻璃工艺学》和武工大出版社龙逸主编《玻璃加工》为主要教学参考书,主要讲授玻璃组成、结构、物理化学性能、生产工艺原理及过程设备、各种玻璃制品的生产工艺和玻璃加工工艺过程及设备。

§ 1.绪论:玻璃品种、特性、应用及行业概况§ 2.玻璃物理化学特性2.1玻璃组成、结构2.2玻璃生成规律2.3玻璃体和熔体相变2.4玻璃的粘度2.5玻璃的表面特性和化学稳定性2.6玻璃机械和热学性能2.7玻璃的光学性能2.8玻璃着色和脱色2.9玻璃性能测试技术和设备§ 3.玻璃工艺学基础3.1玻璃原料、配合料制备过程及设施3.2玻璃的熔制过程工艺和玻璃体缺陷3.3玻璃熔制设备3.4玻璃的成型工艺和成型设备3.5玻璃的退火及淬火工艺§ 4.玻璃制品生产工艺4.1平板和浮法玻璃生产工艺及设备4.2瓶罐和器皿生产工艺及设备4.3药用和仪器玻璃生产工艺及设备4.4光学和颜色玻璃生产工艺4.5微晶玻璃和搪瓷玻璃生产工艺4.6光源和电真空玻璃生产工艺4.7玻璃纤维和光导纤维生产工艺§ 5.加工玻璃的品种、应用、工艺过程和经济分析5. 1镀膜玻璃和玻璃镜5. 2夹层玻璃5. 3钢化玻璃5.4中空玻璃5.5釉面彩饰玻璃5.6玻璃加工预前处理过程四、实践环节生产实习(生产现场工艺过程设备)工艺设计(设计、规划、技术经济分析)实验教学(综合实验和课程实验)五、课外习题及课程讨论玻璃品种成份设计、性能计算、料方计算玻璃新品种的应用和工艺的新进展六、教学方法与手段1.课堂讲授、专题讨论2.生产实习、工艺实验、综合实验3.工艺设计、窑炉设计八、考核方式考核考查结合,课程部分闭卷或开卷考试,习题、讨论、实习、设计、实验、考查评定。

玻璃工艺学PPT课件

玻璃工艺学PPT课件
第7页/共168页
图2~1 玻璃体系内能随温度变化图
第8页/共168页
三、无固定熔点
• 由于玻璃形成过程中由熔体向固体转变是在一定的温度范围内进行的,所以 其熔化过程也是在一定的温度范围内而不是某一温度点。
第9页/共168页
四、性质变化的连续性和可逆性
• 决定于其形成过程。 第10页/共168页
• 适 用 范 围 : SiO2=1mol, Na2O=0.15~ 0.2 mol, CaO=0.12~0.2 mol, MgO=0~
0.0511mol, Al O第=24页0/共.01608页15~0.073 mol,
第四节 玻璃的表面张力
第25页Байду номын сангаас共168页
一、定义
• 表面张力时指玻璃与另一相接触的相分界面上(空气、锡液等)在恒温、恒 容条件下增加一个单位表面时所作的功。单位:N/m或J/m2。
910.8 6
815.8 9
762.5 0
720.8 0
683.8 0
632.9
0
603.4
0
第23页/共168页651.5
以1% MgO代替 CaO引起温度升

9.0 6.0 5.0 3.5 2.6 1.4 1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
• 2.富切尔法:
• T=T0+B/(lgη+A) • 其中A、B、T0可根据玻璃中各氧化物含
第48页/共168页
• 3.碱对玻璃的侵蚀:Si-(OH)4+ NaOH==[Si(OH)30]-Na+(硅酸钠) +H2O 可破坏玻璃中的Si-O键,从而腐蚀严重。
第49页/共168页
• 4.大气对玻璃的侵蚀:薄膜。是H2O、CO2、SO2的综合侵蚀,可形成SiOH薄膜。

玻璃工艺学___第一章玻璃的物理化学特性(共47张PPT)

玻璃工艺学___第一章玻璃的物理化学特性(共47张PPT)
晶子学说 无规那么网络学说
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
1) 晶子学说〔1921年前苏联学者列别捷 夫提出〕
2) 列别捷夫主要论点:
3) 玻璃是由无数“晶子〞所组成,晶子 是具有晶格变形的有序排列的区域,分散 在无定形的介质中,从“晶子〞局部到无 定形局部是逐步过渡的,两者之间没有明 显的界限。晶子的化学性质取决于玻璃的 化学组成
4)过渡键 〔离子-共价、金属-共价〕
形成大阴离子,易成玻璃。
如离子-共价键,既有离子键的易变键角、形成 无对称变形的趋势,造成长程无序;又有共价 键的方向、饱和性,不易改变键长、键角倾向, 造成短程有序。
Ⅳ孙光汉单键能理论
键能大,键的破坏、重组也难,成核位垒 高,不易析晶。
键能>335 KJ/mol的氧化物可单独成玻。
Mn+2[Sin+1O3n+4 ]+MO
②负离子团形状不规那么,短程有序
③负离子团的种类、大小随熔体组成及温度变化而
变化。
④离子半径大而电荷小的的氧化物可使硅氧集团断
裂出现,负离子团变小;
⑤硅酸盐熔体中的分相现象是普遍的
3)玻璃结构与熔体结构的关系
①继承性
②结构对应性
Ⅱ熔体结构
熔体冷却时,分子、原子动能减小,聚合形成大阴离
结束
玻璃的结构、性能和成分的关系
玻璃性能
提供离子的电价、大小
玻璃 总的规律:玻璃的成分 玻璃
成分 通过结构结化学构等决规律定性质 结构
热、电、光、机械力、化学介质等
结束
性质的分类:第一类性质和第二类性质
第二一类性性质质::是是属属于于可与以玻依璃据的玻成璃分的不成是分简和单
的某加些和特关性系的,加并和可法以那用么离进子行迁推移算过,程并中由克玻服璃的 势网垒络的单能独量起来作标用志或的网性络质与。网如络:外电离导子、共电同阻作 粘用度的、性介质电。损如失:、折离射子率扩、散分速子度体和积化、学色稳散定、 性密等度。、玻 弹璃 性从 模熔 数融、态扭经变转模变数区、域 硬冷 度却 、时 热, 膨这 胀 些系性 数质和一 介般 电是 常随 数温 等度 。的 玻变 璃化 从而 熔逐 融渐 态变 经化 过的 转。 变 区域冷却时,这些性质将产生突变。

教学课件 玻璃工艺学

教学课件 玻璃工艺学
• 石英玻璃内部空旷,在高温高压下,有 明显的透气性,可作功能材料。
1.3 单元系统玻璃
1.3.2 氧化硼玻璃结构
• 由硼氧三角体[BO3]组成, [BO3]是平面三 角形结构单元;
• B-O键是极性共价键,其共价键占56%,键 强119cal/mol,[BO3]正负电荷重心重合,不带 极性;
• 低温时,该玻璃结构由桥氧连接的硼氧三角 体和硼氧三元环形成向空间发展的层状网络, 而较高温度形成链状结构。图1-8
1.3 单元系统玻璃
层状
链状
图1-8 B2O3玻璃在不同温度下的结构模型


1.3 单元系统玻璃
层状结构特点:分子间引力(范德华力) 单组分硼氧玻璃性能表现:
软化点低(约450℃),化学稳定性差, 热膨胀系数大,没实用价值。
1.3 单元系统玻璃
1.3.3 五氧化二磷玻璃结构
• 基本结构单元是磷氧四面体 [PO4],有一个键能较高的双键;
♥ 围绕一个阳离子A的氧离子数为3-4个
♥ 网络中这些氧多面体以顶角相连
♥ 每个多面体中至少有3个氧离子与相邻的
多面体形成三维空间发展的无规则连续 网络
1.2 玻璃结构
B2O3 SiO2 GeO2 P2O5 V2O5 Ta2O5 As2O5 Sb2O5
能形成玻璃,所组成的多面体为网络的结构单元。 未能满足上述条件的氧化物(R2O和RO)只能作 为网络外体,处于网络之外,填充在网络的空隙 中。
玻璃结构:玻璃内部微观质点聚积和连接方式。
石英玻璃结构
•仅由SiO2组成,基本结构单元硅氧四面体[SiO4]; •硅原子位于四面体的中心,氧原子位于四面体的
顶角;
•O-Si-O键角120-180°,Si-O键是极性共价健,键 强大,离子与共价各占50%;

玻璃工艺学

玻璃工艺学

※ 3) 腊石
引入A12O3,此外还有少量碱金属氧化物。
叶腊石
叶腊石
叶腊石
黄腊石
彩腊石
3、Na2O成分的来源
作用:
提供游离氧,从而降低玻璃粘度,使玻璃易于熔融,是良好 的助溶剂。 Na2O可增加玻璃的热膨胀系数,降低热稳定性、化学稳定 性和机械强度。
※ 1) 纯碱 Na2CO3
纯碱是微细白色粉末,易溶于水,它是一种含杂质少的工业产品,主要 杂质有NaCl(不大于1%)。 质量要求:Na2CO3>98%;NaCl<1%;Na2SO4<0.1%;Fe2O3<0.1%
石灰石矿山
天然石灰石
方解石
透明方解石
方解石矿山
5、MgO成分的来源
主要为白云石(MgCO3·CaCO3),呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。 质量要求:MgO≥20%;CaO≤32%;Fe2O3<0.15%。
白云石
白云石
白云石粉
白云石粉
通常采用石灰石和白云石共同引入MgO和CaO。
6、澄清剂
※ 1) 氧化砷和氧化锑
无机非金属材料工艺学 玻璃工艺
Technology of Inorganic Non-Metallic Materials
玻璃广泛的用途
建材
家居 装饰
化工 交通
玻璃的定义
4 玻璃工艺
玻璃是由熔融物冷却、 硬化而得到的非晶态固体, 其内能高于相应的晶体,从 熔融态转变为固态时有一定 的转变温度Tg。
纯碱
纯碱库
重碱
轻碱
※ 2) 芒硝(Na2SO4)
有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H2O)两类。 使用芒硝不仅可以代碱,而且又是常用的澄清剂,为降低芒硝的分

玻璃工艺学(玻璃书籍)

玻璃工艺学(玻璃书籍)

第一节概述1.物质的玻璃态自然界中,物质存在着三种聚集状态,即气态,液态和固态。

固态物质又有两种不同的形式存在,即晶体和非晶体(无定形态)。

玻璃态属于无定形态,其机械性质类似于固体,是具有一定透明度的脆性材料,破碎时往往有贝壳状断面。

但从微观结构看,玻璃态物质中的质点呈近程有序,远程无序,因而又有些象液体。

从状态的角度理解,玻璃是一种介于固体和液体之间的聚集状态。

对于“玻璃”的定义,二十世纪四十年代以来曾有过几种不同的表述。

1945年,美国材料试验学会将玻璃定义为“熔化后,冷却到固化状态而没有析晶的无机产物”。

也有将玻璃定义扩展为“物质(包括有机物,无机物)经过熔融,在降温冷却过程中因粘度增加而形成的具有固体机械性质的无定形物体”。

我国的技术词典中把“玻璃态”定义为;从熔体冷却,在室温下还保持熔体结构的固体物质状态。

其实,在上世纪八十年代,有人提出上述定义‘是多余的限制’。

因为,无机物可以形成玻璃,有机物也可以形成玻璃,显然早期的表述并不合适。

另外,经过熔融可以形成玻璃,不经过熔融也可以形成玻璃,例如,经过气相沉积,溅射可得到非晶态材料,采用溶胶-凝胶法也可以得到非晶态材料,可见后期的表述也并不妥当。

现代科学技术的发展已使玻璃的含义有了很大的扩展。

因此,有人把具有下述四个通性的物质不论其化学性质如何,均称为玻璃。

这四个通性是;(1)各相同性。

玻璃的物理性质,如热膨胀系数,导热系数,导电性,折射率等在各个方向都是一致的。

表明物质内部质点的随机分布和宏观的均匀状态。

(2)介稳性。

熔体冷却成玻璃体时并没有处于能量最低的状态,仍然有自发转变为晶体的倾向,因而,从热力学的观点看,处于介稳状态。

但常温下玻璃的粘度非常大,自发转变为晶体的速度非常慢,所以,从动力学的观点看,它又是非常稳定的。

(3)固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性。

玻璃态物质由熔体转变为固体是在一定温度区间(转化温度范围)进行的,性质变化过程是连续的和可逆的,它与结晶态物质不同,没有固定的熔点。

《玻璃工艺学》笔记DOC

《玻璃工艺学》笔记DOC

《玻璃工艺学》笔记DOC第一章玻璃的结构与性质第一节玻璃的定义与通性一、玻璃外观:即不同于液体,也不同于固体,透明或半透明,断裂时呈贝壳状。

结构:以硅酸盐为主要成分的无定形物质。

性质:冷却时不析晶,凝固时又硬又脆.狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质。

广义:呈现玻璃转变现象的非晶态固体。

【玻璃的定义】玻璃是由熔体过冷所得,随着粘度逐渐增大而固化,具有较大脆性和硬度. 宏观性能类似于固体,微观结构上具有近程有序,远程无序的无定形物质。

结构特征:局部原子具有类似于晶体的有序排列,宏观上原子排列类似于液体无序.即“近程有序,远程无序”二、玻璃的通性1.各向同性2.介稳性3.无固定的熔点4.从熔融态向玻璃态转化时物化性质随温度变化的连续性与可逆性5.物理、化学性质随成分变化的连续性第二节玻璃结构:离子或原子在空间的几何配置以及它们在玻璃中形成的结构形成体一.玻璃结构学说(一)晶子学说1.理论依据:兰德尔1930年提出微晶学说,微晶和无定形两部分组成,有明显的界限。

列别捷夫玻璃在520℃退火时,玻璃折射率变化反常,在500℃之前呈线性分布,在520~ 590之间,突然变小,因为石英在573℃的晶型转变,故推断玻璃中存在高分散石英微晶(晶子)聚集体.2.观点硅酸盐玻璃的结构是由各种不同的硅酸盐和SiO2的微晶体(晶子)所组成的。

晶子是带有晶格极度变形的有序区域,不具有正常晶格构造。

晶子分散在无定形介质中,过渡是逐渐完成的,无明显界线。

3.意义:第一次提出玻璃中存在微不均匀性和近程有序性。

(二)无规则网络学说1.理论依据1932,查哈里阿森硅胶中存在1~10nm的不连续颗粒,图谱中有明显小角散射.玻璃中均匀分布,故结构是连续的、非周期性的.方石英具有清晰的、周期性的衍射峰,说明晶体排列有周期性的.衍射带中主峰位置一致,说明结构单元一致[SiO4],石英玻璃与方石英中的原子间距相等.计算得知玻璃中Si-O间距1.62A,而方石英中为1.60A.2.基本观点:成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络组成,这种网络由离子多面体(四面体或三角体)构筑而成,晶体结构网由多面体无数次有规则、重复构成,而玻璃体结构中多面体缺乏对称性和周期性的重复。

玻璃工艺学课件(3篇)

玻璃工艺学课件(3篇)

第1篇一、课程概述玻璃工艺学是一门研究玻璃材料的生产、加工和应用技术的学科。

它涉及玻璃的物理、化学、力学以及加工工艺等多个方面。

本课件旨在介绍玻璃的基本原理、生产工艺、加工技术以及应用领域,为学生提供系统的玻璃工艺学知识。

二、课程内容第一部分:玻璃的基本原理1. 玻璃的定义与分类- 定义:玻璃是一种非晶态固体,由熔融的硅酸盐、氧化物或金属氧化物冷却固化而成。

- 分类:按成分分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等;按用途分为建筑玻璃、光学玻璃、器皿玻璃等。

2. 玻璃的物理性质- 热稳定性:玻璃具有较好的热稳定性,但温差过大时易破裂。

- 透明度:玻璃具有较高的透明度,但颜色、成分等因素会影响其透明度。

- 机械强度:玻璃的机械强度较低,但通过加工可提高其强度。

3. 玻璃的化学性质- 化学稳定性:玻璃具有良好的化学稳定性,不易与酸、碱反应。

- 玻璃的腐蚀:玻璃在特定条件下会被腐蚀,如硫酸、硝酸等。

第二部分:玻璃的生产工艺1. 玻璃的原料- 硅砂:提供硅元素,是玻璃生产的主要原料。

- 石灰石:提供钙元素,用于降低玻璃的熔点。

- 长石:提供铝、钠、钾等元素,调节玻璃的性质。

2. 玻璃的生产过程- 熔制:将原料在高温下熔融,形成玻璃液。

- 熔化:将玻璃液在高温下加热,使其达到熔融状态。

- 拉制:将熔融的玻璃液拉成细长的玻璃棒。

- 烧结:将玻璃棒在高温下烧结,形成玻璃板。

3. 玻璃的冷却- 快速冷却:通过水冷或风冷,使玻璃迅速固化,减少内应力。

- 缓慢冷却:通过自然冷却或缓慢加热,使玻璃均匀冷却,减少内应力。

第三部分:玻璃的加工技术1. 切割- 机械切割:使用切割机将玻璃切割成所需尺寸。

- 热切割:使用火焰或激光将玻璃切割成所需尺寸。

2. 磨光- 机械化磨光:使用磨光机将玻璃表面磨光。

- 手工磨光:使用砂轮、磨棒等工具手工磨光。

3. 抛光- 机械化抛光:使用抛光机将玻璃表面抛光。

- 手工抛光:使用抛光布、抛光膏等工具手工抛光。

玻璃工艺学

玻璃工艺学

硼氧反常:纯B2O3玻璃中加入Na2O ,各种物理性质出现极值的现象。

硼反常:在钠硅玻璃中加入氧化硼时,性质变化曲线出现极值的现象。

玻璃:玻璃是一种具有无规则结构的非晶固体,其原子不象晶体在空间作长程有序的排列,而近似于液体具有短程有序长程无序的排列。

积聚作用:和非桥氧发生结合中与多余电荷的作用解聚作用:提供多余的氧原子,使原有的桥氧变成非桥氧,使硅氧网络发生断裂网络外体氧化物:不能单独生成玻璃,不参加网络体,处于网络之外。

若是“游离氧”的提供者,起断网作用;若是断键的积聚者,起积聚作用。

网络生成体氧化物:能单独生成玻璃,在玻璃中能形成各自特有的网络体系。

起骨架作用。

网络中间体氧化物:不能单独生成玻璃,作用介于网络生成体氧化物与网络外体氧化物之间。

当配位数≥6时,处于网络之外,作用与网络外体氧化物相似;当配位数为4时,能参加网络,起补网作用。

玻璃的热历史:指玻璃从高温液态冷却,通过转变温区和退火温区的经历。

玻璃的通性:1.各向同性2.亚稳性3.无固定熔点4.性质变化的连续性5.性质变化的可逆性为什么有亚稳性?1.玻璃由熔体急剧冷却得到,由于冷却速度快,粘度急剧增大,质点来不及作有规则的排列。

系统内能不是处于最低值,而是处于亚稳态。

(热力学观点看,玻璃态不稳定)2.常温下,玻璃粘度远远大于析晶粘度,玻璃析晶必须克服很大的析晶势垒,玻璃结晶速度非常小,即析晶可能性很小,因此常温下玻璃能够稳定存在。

(动力学观点看,玻璃态稳定)为什么无固定熔点?1.物质由熔体向固态玻璃转变时,随着温度降低,熔体的粘度逐渐增大,最后形成固态玻璃,此凝固过程中,相应温度变化范围宽。

2.在此温度变化范围内,始终没有结晶,即没有新晶相形成而产生突变,形成熔点。

玻璃的结构:指玻璃中质点在空间的几何配置、有序程度及它们彼此间的结合状态。

主要的玻璃结构学说:晶子学说、无规则网络学说、凝胶学说、五角对称学说、高分子学说一.晶子学说:晶子学说论点是玻璃是由无数晶子所组成, 这些晶子不同于微晶, 是带有点阵变形的有序排列区域, 分散在无定形介质中, 且从晶子到无定型区的过的过度是逐步完成的, 两者间并无明显界限。

玻璃工艺学-玻璃工艺学原理

玻璃工艺学-玻璃工艺学原理

在玻璃工艺制备过程中,智能化和自动化 技术将得到更广泛的应用,提高生产效率 和产品质量。
环保与可持续发展
跨领域合作与创新
未来玻璃工艺学将更加注重环保和可持续 发展,推动绿色生产技术和清洁能源的应 用,减少对环境的影响。
玻璃工艺学将与建筑、家居、艺术、科技 等领域进行更广泛的跨领域合作与创新, 拓展应用领域和市场空间。
产生原因可能是成型温度过低 、冷却速度过快或应力过大等 。解决方法包括提高成型温度 、控制冷却速度以及减小应力 等。
产生原因可能是模具设计不合 理、成型温度过高或冷却不均 匀等。解决方法包括优化模具 设计、降低成型温度以及改善 冷却条件等。
产生原因可能是原料不纯、熔 化不良或模具磨损等。解决方 法包括提高原料纯度、加强熔 化过程控制以及定期更换模具 等。
06
热处理技术与设备
热处理目的和原理
改善玻璃的机械性能
通过热处理,可以消除或减小玻璃的内应力,提高玻璃的强度和 韧性,从而改善玻璃的机械性能。
调整玻璃的光学性能
热处理可以改变玻璃的结构和成分,进而影响其光学性能,如透过 率、折射率等。
提高玻璃的化学稳定性
通过热处理,可以使玻璃表面的成分和结构发生变化,从而提高其 耐腐蚀性、耐候性等化学稳定性。
03
高效保温技术
高效保温技术是指通过采用高性能的保温材料或结构来减少热量损失的
一种技术。在玻璃熔窑中采用高效保温技术可以降低能耗和提高生产效
率。
05
成型加工方法与设备
成型方法分类及特点
第一季度
第二季度
第三季度第四季度源自压延成型将熔融的玻璃液通过压 延机的两个压延辊之间 的缝隙,经压延和拉伸 形成具有所需截面形状 的玻璃带的过程。该方 法适用于生产平板玻璃 、压花玻璃等。

玻璃工艺学

玻璃工艺学

玻璃制品的生产-平板玻璃
能满足上述要求的金属有镓、铟、锡三种。其中锡的价 格便宜,高温下与玻璃反应最小,没有毒性,因而被选 作浮抛介质。纯净的锡液基本不会污染玻璃,玻璃同锡 液相互不浸润。一般锡液的纯度要求在99.9%以上。
引入三氧化二硼的原料有硼酸、硼砂、含 硼矿物。 硼反常现象 引入氧化铝的原料有长石、粘土、蜡石、 氧化铝、氢氧化铝等。 引入P2O5的原料有磷酸铝,磷酸钠,磷酸 二氢铵,磷酸钙,骨灰等。
引入Na2O的氧化物有纯碱、芒硝、氢氧 化钠、硝酸钠等 引入氧化钾的原料有钾碱、硝酸钾 引入锂的原料为碳酸锂和含锂矿物 CaO是通过方解石、石灰石、白垩、沉淀 碳酸钙等原料引进的。 引入氧化镁的原料有白云石,菱镁矿 引入氧化钡的原料有硫酸钡、碳酸钡
辅助原料有澄清剂、着色剂、脱色剂、乳 浊剂、助溶剂、氧化还原剂 用量少,必要 除了主要原料和辅助原料外,玻璃配料中 还需要碎玻璃,它可以加速玻璃的熔制过 程,降低玻璃熔制过程的热量消耗,降低 玻璃生产成本。
玻璃工艺学基础-玻璃体的缺陷
玻璃体缺陷主要有气泡、结石、条纹和节 瘤 三线小玻璃中常见。
玻璃的着色和脱色
玻璃脱色也就是除铁,在玻璃生产中,由 于种种原因总会有少量的铁进入到玻璃熔 体中,使玻璃产生不良的黄绿色,降低了 玻璃的同名度和白度,影响玻璃品质,因 此必须对玻璃进行脱色。
颜色的表示方法
人眼----红锥、绿锥、蓝锥 CIE系统 R、G、B三色系统 XYZ系统 X-Y颜色图
玻璃的光学性质-反射
当光透射到玻璃时,一般产生反射、透过 和吸收。 从玻璃表面反射出去的光强与入射光强之 比称为反射率 当入射叫为90°时,
R=(n-1/n+1)2 n为玻璃的折射率 n=C/V C、V分别是光在真空和玻璃中的传播速度

玻璃工艺学

玻璃工艺学
纯碱挥散量 纯碱挥散率= 纯碱用量
纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的比值,
它与加料方式、熔化方法、熔制温度、纯碱的本性有关。在池 窑中纯碱的挥散率一般在0.2%~3.5%之间。 芒硝含率 芒硝引入的Na2O与芒硝和纯碱引入的Na2O总量之比,
即:
芒硝引入的Na2O 芒硝含率= 芒硝引入的Na2O+纯碱引入的 2O Na
芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变,一般为5%~8%。
煤粉含率 比,即:
由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的Na2SO4之
煤粉 C含量 煤粉含率= 芒硝 Na2 SO 4
在生产上一般控制在3%~5%。
2C Na2 SO4 Na2 S 2CO2
Na2 S Na2 SO4 2 SiO2 2 Na2O SiO2 SO2 S
气泡的消除与气泡内压力的变化有关。
2 p p x 2 gh r
表面张力
影响玻璃液澄清的因素
配合料中的气体率
气体率过低,玻璃液形成不了
翻腾,气泡难于排除,气体率过高,熔制时形成泡沫 过多,不仅延长了澄清时间,气泡难以消除;
熔制温度
温度过高或过低过程中的变化
物理过程
配合料加热
化学过程
物化过程
化学结合水的排除 低共熔物生成
吸附水的分解
各个组分的熔 融 个别组分的挥 发 多晶转变
盐类的分解
水化物的分解 固相反应 硅酸盐的形成
组分间的相互溶解
气体在气泡、炉气、玻璃液中 的作用 玻璃液与耐火材料间的作用
玻璃熔制过程
玻璃熔制过程包括硅酸盐形成、玻璃的形成、澄清、均化 和冷却五个阶段。
的主要因素有:
扩 散 扩散速度受熔体温度和粘度的制约。
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10.了解物理脱色和化学脱色的基本概念,掌握脱色原理。
本章重点:离子着色、硫硒化物着色、金属胶体着色、x-y颜色图、脱色。
本章难点:配位体理论、x-y颜色图。
第十章 原料及原料选择
基本要求:
1.掌握原料分类、及原料的选择原则。
2.掌握玻璃所用的主要原料、辅助原料。
3.了解碎玻璃、稀土元素在玻璃中的应用。
3.了解玻璃的脱片现象、生物发霉以及金属蒸汽对玻璃的侵蚀。
4.了解玻璃化学稳定性的测定方法。
本章重点:侵蚀介质对玻璃的侵蚀机理、影响化学稳定性的主要因素。
本章难点:水、碱及大气对玻璃的侵蚀机理。
第七章 玻璃的电学及磁学性质
基本要求:
1.掌握玻璃的导电机理。
2.了解电导率(体积)的基本概念,掌握电导率与组成、温度及热处理的关系。
4.了解原料的标准化、专业化生产和均化技术。
本章重点:原料的选择原则、玻璃所用的主要原料、辅助原料。
本章难点:原料的选择原则及均化技术。
第十一章 配合料制备
基本要求:
1.掌握玻璃组成的设计和确定。
2.熟练掌握配合料的计算。
3.了解配合料的制备工艺,熟练掌握配合料的质量要求。
本章重点:玻璃组成的设计和确定、配合料的计算、配合料的质量要求。
基本要求:
1.了解材料的理论强度及实际强度的基本概念,掌握影响玻璃材料强度的主要因素。
2.了解玻璃弹性模量、硬度及脆性的基本概念,掌握影响玻璃弹性模量、硬度及脆性的主要因素。
3.掌握玻璃密度影响因素,学会利用玻璃密度控制生产工艺过程。
4.了解热膨胀系数的基本概念及测定方法,掌握影响热膨胀系数的主要因素。
本章难点:玻璃封接。
第十七章 玻璃表面处理技术
基本要求:
1.了解玻璃表面处理技术的概况。
2.掌握玻璃表面处理的各种处理方法。
3.对各种镀膜类玻璃有所了解。
本章重点:玻璃表面处理的各种处理方法。
本章难点:玻璃表面处理的各种处理方法。
总结和复习
五、教学学时分配
教学学时分配
序号
章 节 内 容
讲课
实验
上机
机动
1
第一章玻璃的结构与组成
8学时
2
第二章玻璃的形成规律
4学时
3
第三章 熔体和玻璃体的相变
4学时
4
第四章 玻璃的黏度及表面性质
3学时
5
第五章 玻璃的力学性能及热学性能
3学时
6
第六章 玻璃的化学稳定性
2学时
7
第七章 玻璃的电学及磁学性质
2学时
8
第八章 玻璃的光学性质
3学时
9
第九章 玻璃的着色与脱色
3学时
10
3.掌握氧化物玻璃形成区。
本章重点:玻璃形成的结晶化学理论、氧化物玻璃形成区。
本章难点:典型三元系统玻璃形成区。
第三章熔体和玻璃体的相变
基本要求:
1.正确理解玻璃分相的概念,掌握两种不同分相的结构和机理。
2.正确理解玻璃析晶的概念,掌握玻璃析晶过程的两个阶段。
3.掌握玻璃分相、玻璃析晶对性能的影响,熟悉玻璃分相、玻璃析晶在玻璃实际生产中的应用。
[4]上海玻璃与搪瓷研究所主办.玻璃与搪瓷(杂志)
7. 考核方式:闭卷考试,平时成绩25%-35%
8.课外自学要求:按教学进程布置作业。
9.主要实践教学环节:工艺综合实验40学时(实验单独设置)
二、课程的目的和任务
玻璃工艺学是材料科学与工程学院材料专业(玻璃方向)的专业必修课。本课程是研究玻璃的结构、性能、制备工艺以及玻璃组成、结构、性能三者关系等综合性应用技术科学。本课程要求学生系统地深入理解并掌握玻璃组成、结构、性能以及三者之间联系的玻璃物理化学;玻璃工艺原理、工艺流程、工艺因素;了解各种制品的生产流程、生产技术。
本课程的先修课程为无机材料物理化学、硅酸盐热工设备。
三、能力培养要求
通过学习本课程,培养学生在实践中运用课程所学的理论知识,分析和解决生产实践中的工艺技术问题,增长实践操作技能,巩固理论知识。
四、教学基本要求
通过本课程的各个教学环节,达到以下基本要求:
第一章玻璃的结构与组成
基本要求:
1.掌握玻璃的定义及通性。
5.了解玻璃的比热容、导热系数及热稳定性的基本概念。
本章重点:玻璃的机械强度、玻璃的密度及其应用、玻璃的热膨胀系数。
本章难点:密度及热膨胀系数在实际生产中的应用。
第六章 玻璃的化学稳定性
基本要求:
1.了解玻璃的化学稳定性,掌握水、酸、碱及大气对玻璃的侵蚀机理。。
2.掌握组成、热处理、表面状态及温度压力对玻璃化学稳定性的影响。
4.了解表面张力的基本概念及物理意义,掌握表面张力的工艺意义。
5.掌握影响玻璃表面张力的主要因素。
6.了解润湿角的基本概念,掌握影响玻璃润湿性的主要因素。
7.了解玻璃的表面性质。
本章重点:影响玻璃粘度及表面张力的因素、粘度及表面张力在生产中的应用。
本章难点:粘度及表面张力在生产中的应用。
第五章 玻璃的力学性能及热学性能
6.推荐教材或参考书目:
推荐教材 赵彦钊、殷海荣主编. 玻璃工艺学. 化学工业出版社.2006
参考书目
[1]西北轻工业学院主编.玻璃工艺学.轻工业出版社.1982
[2]华东化工学院等主编.玻璃工艺原理.中国建筑工业出版社.1981
[3]作花济夫等编(蒋国栋等译).玻璃手册.中国建筑工业出版社.1985
第十四章 玻璃的成形
基本要求:
1.了解玻璃成形的分类。
2.掌握玻璃的性能对成形的作用
3.掌握玻璃的成形制度。
4.熟练掌握常见玻璃的成形方法。
本章重点:玻璃的性能对成形的作用、玻璃的成形制度。
本章难点:玻璃的黏温特性与成形制度。
第十五章 玻璃体的退火与钢化
基本要求:
1.了解玻璃应力的分类。
2.掌握玻璃热应力的产生过程及原因。
本章重点:玻璃分相、玻璃析晶的结构和机理及在玻璃实际生产中的应用。
本章难点:玻璃分相、玻璃析晶的结构和机理。
第四章 玻璃的粘度及表面性质
基本要求:
1.了解粘度及料性的基本概念,掌握温度、熔体结构及化学组成与粘度的关系。
2.了解粘度参考点,掌握粘度在生产中的应用。
3.了解粘度的测定方法,根据给定的温度会进行粘度计算。
4.了解两种离子混合着色的颜色及其应用。
5.了解硫-硒着色的颜色、光谱特性及硫硒含量对光谱特性的影响。
6.了解硫-碳着色的基本概念,掌握硫-碳着色机理及影响着色的主要因素。
7.掌握硫化镉和硒化镉的光谱特性、着色机理及着色过程。
8.了解金属胶体着色的原因,掌握其着色的过程。
9.了解颜色的表示方法,会用x-y颜色图表示颜色,由此可求得颜色玻璃的色调和纯度。
3.掌握玻璃热应力的消除方法。
4.玻璃退火与钢化的原理。
本章重点:玻璃热应力的产生过程及原因、玻璃退火与钢化的原理。
本章难点:玻璃热应力的产生过程。
第十六章 玻璃的加工
基本要求:
1.了解玻璃加工的分类
2.掌握玻璃的冷加工、热加工方法。
3. 掌握玻璃封接的原理及应用。
本章重点:玻璃的冷加工、热加工方法、玻璃封接。
2.了解玻璃的光学常数、反射、散射、吸收和透过的基本概念。
3.了解玻璃的红外和紫外吸收。
本章重点:色散、影响玻璃折射率的主要因素、光学常数。
本章难点:色散、光学常数。
第九章 玻璃的着色和脱色
基本要求:
1.了解物质着色的原因。
2.了解离子着色的原因,掌握影响离子着色的主要因素。
3.掌握常见几种离子着色的光谱特性及不同价态所呈现出的颜色。
第十章 原料及原料选择
4学时
11
第十一章 配合料制备
4学时
12
第十二章 玻璃的熔制
8学时
13
第十三章 玻璃体的缺陷
4学时
14
第十四章 玻璃的成形
2学时
15
第十五章 玻璃的退火与钢化
4学时
16
第十六章 玻璃的加工
2学时
17
第十七章 玻璃表面处理技术
2学时
18
总结、复习
2学时
合计
64
3.了解表面电导率的基本概念,掌握影响表面电导率的主要因素。
4.了解玻璃的介电常数、介电损耗及介电强度的基本概念和影响因素。
5.了解玻璃的半导体性、磁化率、反磁性及顺磁性。
本章重点:玻璃的导电机理、电导率与组成、温度及热处理的关系。
本章难点:玻璃的导电机理。
第八章 玻璃的光学性质
基本要求:
1.了解折射率、色散的基本概念,掌握影响玻璃折射率的主要因素。
2.掌握玻璃结构理论及有关术语。
3.了解玻璃结构与熔体的关系、各种系统玻璃的结构。
4.掌握各种氧化物在玻璃中的作用及有关术语。
本章重点:玻璃的定义及通性、玻璃结构理论、各种氧化物在玻璃中的作用及有关术语。
本章难点:玻璃结构理论。
第二章玻璃的形成规律
基本要求:
1.了解玻璃的形成方法。
2.掌握玻璃形成的热力学条件、动力学条件及结晶化学理论。
本章难点:配合料的计算。
第十二章 玻璃的熔制
基本要求:
1.了解并掌握玻璃熔制中的物理、化学变化及五个基本阶段。
2.掌握玻璃熔制五个阶段的特点及机理,熟练掌握玻璃的硅酸盐形成、澄清过程。
3.掌握影响玻璃熔制过程的工艺因素。
4.了解玻璃熔制的温度制度。
5.了解玻璃池窑用耐火材料的选用和蚀变。
本章重点:玻璃熔制五个阶段的特点及机理、影响玻璃熔制过程的工艺因素。
《玻璃工艺学》课程教学大纲
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