玻璃粘度
glass viscosity
玻璃粘度glass viseosity玻璃熔体粘性的量度。
用刀表示,单位为帕·秒(Pa·s)。 玻璃粘度与玻璃的熔制、澄清、均化、成型、热处 理、加工等过程有密切的关系。通过粘度可以研究玻璃 及熔体的结构,以及玻璃形成动力学等。此外,玻璃的 析晶和一些机械性能也与粘度有关。
决定因素玻璃粘度主要由玻璃的化学组成和温度 决定。通常玻璃的化学组成不同,其粘度差别很大。对 单组分玻璃,其枯度与组分的关系取决于阴阳离子间的 键力、配位数和玻璃结构网络的连接程度。对多组分玻 璃,粘度还与网络修饰体的种类、含量及配位数有关。 对化学组分一定的玻璃,其粘度随温度的升高而降 低。
用安特莱得(Andrade)公式表示为 刀=场exp(E/左T) 式中珑为常数,E为粘滞流动活化能,T为绝对温度, k为玻耳兹曼常数。上式在很广的温度范围内难以适 用。在实际应用中,常使用经验公式(Fulcher公式) B 109“二汽十了二瓦 式中A、B、T0均为常数。 特征温度特定粘度所对应的温度称为特征温度。 特征温度作为玻璃成型、加工的大致标准,在生产中广 泛使用,常用的特征温度有以下6种。 ①应变点:粘度为10‘4·5一10‘4,6分帕·秒(dPa·s)时 的温度。在此温度下,玻璃不能产生粘性流动。低于此 温度,玻璃中的应力无法消除。应变点是确定退火下限 温度的依据。 ②转变点:粘度为10‘3dPa’s时的温度。又称玻璃 转变温度。以几表示。作为玻璃中消除应力的上限温 度,被定义为内部应力在巧分钟内消除的温度,或称 为退火点,而将.l0l3.3dPa’s对应的温度称为转变温度。 实际生产中,将粘度为1012一10“dPa·s的温度范围称 为转变温度。 ③软化点:粘度为1076dPa·s时的温度,以符号 Tf表示。 ④流动点:粘度为105dPa·s时的温度。玻璃成型 操作以此温度为基准。 ⑤作业点:粘度为10勺Pa·s时的温度。大致相应 于机械成型的滴料温度。适于玻璃成型时的粘度范围 (104一10sdPa·s)所对应的温度称为操作温度范围。通 常用这一温度范围的宽窄来区分玻璃料性的长短。温度 范围宽的称长性玻璃,窄的称短性玻璃或称料性短。 ⑥垂点:对水平放置的玻璃棒以一定的速度加热, 由于自重而开始急剧弯曲时的温度。它相应于粘度范围 1010一101‘dPa·s时的温度,可作为玻璃制品质量检验 的基准。 测定方法玻璃的粘度范围为0.1一101“dPa·S。 对于不同的粘度区域采用不同的测定方法,主要有以下 5种方法。①旋转法:测定范围为0.1一106dPa·s。用 各种旋转式粘度计进行测定,根据扭转角或扭转力算出 粘度。②落球法:又称引球法、拉球法。测定范围为 0.1一105dPa·s。用与在熔融玻璃中运动的铂球相连接 的热天平测定粘度。③弯曲法:测定范围为1()7一101“ dPa·s。将棒状试样放在水平两点上,中点加以荷重, 然后开始加热,以此测定粘度。④压入法:测定范围 105一IO13dPa·s。用加有一定负荷的针状、球状或棒状 压头压入平板试样,以压头压入的速度求粘度。⑤拉丝 法:测定范围为108一10‘sdpa‘s。
|