7 玻璃的热学性质.ppt

热膨胀系数热膨胀系数热稳定性热稳定性玻璃的封接、套料玻璃的封接、套料使用温度使用温度玻璃的比热玻璃的比热玻璃的导热系数玻璃的导热系数第二节第二节 玻璃的热学性质玻璃的热学性质 成型成型熔窑设计熔窑设计1玻璃工艺学一一.玻璃的热膨胀系数玻璃的热膨胀系数(一一)热膨胀现象热膨胀现象常温常温 质点在平衡位置附近作简谐振动（热运动）质点在平衡位置附近作简谐振动（热运动）高温高温 质点振动幅度增大，质点间距也变大，于是出现质点振动幅度增大，质点间距也变大，于是出现热膨胀现象。热膨胀现象。(二二)热膨胀系数热膨胀系数1.线膨胀系数线膨胀系数，且常用，且常用平均值平均值。=l/l01/T T=t2-t1 2.体积膨胀系数体积膨胀系数 =V/V1/t 3 单位：单位：1/C玻璃常用玻璃常用 10-7/C2玻璃工艺学温度和温度和 的关系的关系(1)不同不同T的的 不同。对不同。对 要指明温度段。要指明温度段。例：例：Na2O 15%CaO 10%SiO2 75%温度温度 C 20100 20200 20300 20400 10-7 1/C 89 91 93.5 96(2)一般一般T增大则增大则 增大，增大，Tg点以下点以下 t曲线基本由数曲线基本由数 段线段组成。段线段组成。(3)Tg点以上点以上 随温度急剧增大，到随温度急剧增大，到Tf时可增三倍。时可增三倍。3玻璃工艺学(三三)影响因素影响因素1.组成对组成对 的影响的影响 反映了网络的紧密程度（完整性和键力强弱）反映了网络的紧密程度（完整性和键力强弱）*阳离子与氧的结合力（阳离子与氧的结合力（f=2Z/a2）f大，大，小。小。*起断网作用的组分使起断网作用的组分使 增大（增大（R+）起积聚、补网作用的组分使起积聚、补网作用的组分使 减小。（减小。（M4、Al3+）混合碱效应混合碱效应玻璃的热膨胀系数玻璃的热膨胀系数随组成不同，随组成不同，波动范围较大波动范围较大(5.4 10-7150 10-7/C)一般钠钙硅玻璃为一般钠钙硅玻璃为0100 10-7/C4玻璃工艺学2.热历史与热历史与 的关系的关系不同热历史的玻璃有不同的不同热历史的玻璃有不同的。快冷的。快冷的 较大（低温）。较大（低温）。3.分相和晶化对分相和晶化对 的影响的影响晶化后一般晶化后一般 减小。减小。主要由主晶相种类、晶体排列、基础玻璃等决定。主要由主晶相种类、晶体排列、基础玻璃等决定。分相玻璃的分相玻璃的 取决于连通相的取决于连通相的。5玻璃工艺学(四四)的测定的测定1.石英膨胀仪法石英膨胀仪法（立式、卧式）（立式、卧式）注意：升温速率，最高温度（注意：升温速率，最高温度（Tf）。）。2.双线法双线法（简便）（简便）需标准样（需标准样（已知，热历史与被测样相似）已知，热历史与被测样相似）丝的曲率与丝的曲率与 成正比，与重叠厚度成正比。成正比，与重叠厚度成正比。20cmh6玻璃工艺学(五五)的计算的计算 =iPi(六六)应用应用 大大的玻璃的成型、退火等温度低的玻璃的成型、退火等温度低 玻璃的封接玻璃的封接 310-7/C 制品热稳定性制品热稳定性 大热稳差。大热稳差。7玻璃工艺学二二.玻璃的热稳定性玻璃的热稳定性定定义：义：玻璃受剧烈温度变化而不破坏的性能。玻璃受剧烈温度变化而不破坏的性能。常用试样在保持不破坏条件下的最大温差常用试样在保持不破坏条件下的最大温差T表示。表示。T C 为特硬玻璃；为特硬玻璃；T C 称硬质玻璃；称硬质玻璃；T C 为软质玻璃为软质玻璃玻璃承受急热能力比急冷能力好玻璃承受急热能力比急冷能力好8玻璃工艺学影响因素影响因素*1.对热稳定性有决定性影响。对热稳定性有决定性影响。越小热稳越好越小热稳越好*.降低强度的因素都降低热稳定性降低强度的因素都降低热稳定性玻璃的热稳定性同强度一样存在疲劳现象玻璃的热稳定性同强度一样存在疲劳现象*.制品厚度（越厚热稳定性越差）制品厚度（越厚热稳定性越差）热稳定系数热稳定系数 K=PEcd9玻璃工艺学三三.玻璃的比热玻璃的比热定义定义：某温度下单位质量的物质升高：某温度下单位质量的物质升高1 C所需的热量。所需的热量。C=1ddtmd 为消耗的热量为消耗的热量通常用平均比热通常用平均比热Cm=1/m/（t2-t1）单位：单位：J/kg C 常用：千卡常用：千卡/千克千克度度 卡卡/克克度度10玻璃工艺学(一一)影响因素影响因素*温度升高温度升高C增大，增大，TgTf内增大很快。内增大很快。*SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、Na2O、Li2O能提高能提高C PbO、BaO较高可降低较高可降低C。(二二)计算计算C=PiCi Pi Pi 重量重量%Cm=a=Piai Co=PiCoi at+Co0.00146t+111玻璃工艺学四四.玻璃的导热系数玻璃的导热系数定义：温度梯度为定义：温度梯度为1时，在单位时间内通过试样单位时，在单位时间内通过试样单位 截面积的热量。截面积的热量。Q=S t/（单位：单位：W/m C 常用：卡常用：卡/厘米厘米秒秒度）度）(一一)影响因素影响因素*温度升高温度升高增大。到软化点增大。到软化点Ts时可增大一倍。时可增大一倍。*SiO2、Al2O3、B2O3使使增大。增大。R2O、PbO、BaO可降低可降低。*玻璃颜色越深玻璃颜色越深越低越低.(二二)计算计算巴里赫尔公式巴里赫尔公式 =Pii12玻璃工艺学