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玻璃密度与温度及热历史的关系
 发布时间:2015年07月23日 浏览:5132

随着温度的升高,玻璃密度下降,而比体积(即密度倒数)就会相应地增高。对于一般的工业玻璃,当温度从室温升高至1300℃时,密度下降6-12%。在弹性变形范围内密度的下降与玻璃的热膨胀系数有关。

玻璃密度海域热粗鲁条件有关,淬冷的玻璃比退火的玻璃一般有较低的密度。列如风冷钢化玻璃,钢化前后的密度是不相同的。

在退火温度范围内,玻璃的密度与退火温度、保温时间、降温速度呈现比较复杂的关系,具有如下规律:

1、玻璃从高温状态冷却时,淬火(急冷)玻璃比退火(缓冷)玻璃的密度低,如图4-1所示;

2、在一定退火温度下,保温一定时间后,玻璃的密度趋向平衡,而淬火玻璃处于较大的不平衡状态;

3、冷却速度越快,偏离平衡密度的温度越高,因此,偏离平衡密度也就越大,另外也会使Tg温度越高,图4-2B曲线比A曲线冷却速度快,因此,偏离平衡密度也就越大,另外也会使Tg温度越高。

退火玻璃与淬火玻璃在520℃时密度的平衡过程图玻璃的密度与冷却速度的关系图

玻璃析晶是一个结构有序化过程,因此玻璃在析晶后密度是增加的。玻璃晶化(包括微晶化)后密度的大小主要决定于析出晶相类型。列如在Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃中,在500℃前处理,由于未发生晶化,其密度值不变。在530~700℃处理5~24h,由于玻璃中析出偏硅酸锂晶体,使密度值从2.36g/cm3增加到2.38g/cm3;进一步提高热处理温度到800℃,密度又升高到2.4g/cm3.这是在残余玻璃相中生产β-锂霞石型的固熔体所致。所以根据各种热处理条件下密度的变化,可以控制不同的晶相以制取具有不同物理性质的微晶玻璃

玻璃密度是一个比较敏感的性质,只要成分上发生微小的变化,密度就会立即反映出来,可以利用密度变化来控制生产。例如石英砂的含水量容易变化,常在3~10%(质量分数)内波动,其可导致玻璃密度产生0.01g/cm3变化。配料称量不准,料方计算错误,原料成分改变或粒度不好,错用其它熟料,料仓存在漏洞,配合料在输送过程中分层及其它意外因素等,都将引起密度的变化。

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