[课件]无机非金属材料概论PPT

• 4．退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形 状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会 降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能 在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂 （俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成 形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓 慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。
平板玻璃的生产方式
• 1) 原料生产工艺流程 • 2) 燃油系统工艺流程 • 3) 浮法联合车间玻璃生产工艺流程
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此外，玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、 氧化铁、三氧化二铬等有害成分，其作用如下： • a、三氧化二铁能使玻璃着色，降低玻璃的透 明度、透紫外线性能、透热性和机械强度，造成 熔化澄清困难，并给玻璃的熔制品带来不良影响。 • b、三氧化二铬能较强烈地使玻璃着色，减少 透明度，铬矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。 • c、二氧化钛能提高玻璃的光折射和吸收紫外 线性能；在三氧化二铁与二氧化钛超出一定含量 比时，使玻璃组分中氧化铁的染色作用增强。
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5、氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂，降低玻 璃液的年度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大 大降低玻璃的析晶倾向，缺点则是会降低玻璃的 化学稳定性和机械强度。 • 由于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧 化钠、氧化钾具有以上一些特点，故在中国玻璃 工业中一般大致控制在下列含量范围：SiO2 70% ～%，Al2O3 1%～2.5%，CaO 8%～10%， MgO 1.5%～4.5%，（Na2O＋K2O）13%～ 15%。
• 3．成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固 体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个 冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成 脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。 A．人工成形。 • （1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中 边转边吹。主要用 来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜 片用）等。 • （2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人 边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。 • （3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中， 再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。 • （4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接 制成工艺品。，并使玻 璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、 化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、熔 液粘度大，造成熔化困难、热耗大，故生产玻璃 时还需加入其他成分以改善这方面的状态。 • 2、玻璃原料中加入少量氧化铝，能够降低玻 璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改 善热稳定性，但当其含量过多时（Al2O3＞5%）， 就会增高玻璃液的黏度，使熔化和澄清发生困难， 反而增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现波筋 等缺陷。
玻璃的主要原料和作用
• 玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化 镁、氧化钠、氧化钾. • 玻璃的主要原料： • 石英砂：引入成分SiO2 • 白云石：引入成分MgO • 石灰石、方解石：CaO • 长石、高岭土：Al2O3 • 纯碱、芒硝：Na2O • 硼酸、硼砂： B2O3 • 其他成分原料
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3、加入适量氧化钙，能降低玻璃液的高温黏 度，促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时，能 增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是 含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃 的热稳定性，提高退火温度。 • 4、氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化 钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可用适量氧化 镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶，提 高退火温度，降低玻璃对水的稳定性
• B．机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件 差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。 机械成形除了压制、吹制、拉制外 • （1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金 属丝玻璃等。 • （2）浇铸法，生产光学玻璃。 • （3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大 容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中， 由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻 璃硬化为止。
• 此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。 包括： • 物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车 挡风玻璃等； • 化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。 刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度
• 玻璃生产的主要原料有玻璃形成体、玻璃调整物 和玻璃中间体，其余为辅助原料。主要原料指引 入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络 外氧化物；辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊 剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。
无机非金属材料概论
• 玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。 分别介绍如下： • 1．配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一 混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、 长石、纯碱、硼酸等。 • 2．熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气 泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻 璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩 埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑 只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生 产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另 一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部 加热。玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C。大多数用 火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。现在， 池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以
• （4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加 入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中 形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。 • 此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法 。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平 板玻璃的方法，其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁） ，拉引速度快，产量大。