7 玻璃的热学性质

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,热膨胀系数,热稳定性,玻璃的封接、套料,使用温度,玻璃的比热,玻璃的导热系数,第二节 玻璃的热学性质,熔窑设计,1,一. 玻璃的热膨胀系数,(一),热膨胀现象,常温 质点在平衡位置附近作简谐振动（热运动）,高温 质点振动幅度增大，质点间距也变大，于是出现,热膨胀现象。,(二)热膨胀系数,1.线膨胀系数,，且常用平均值。, = l/l,0,1/T T= t,2,-t,1,2.,体积膨胀系数 =V/V,1/t,3,单位： 1/,C,玻璃常用 10,-7,/,C,2,温度和,的关系,(1)不同T的,不同。对要指明温度段。,例：Na,2,O 15% CaO 10% SiO,2,75%,温度C 20100 20200 20300 20400,10,-7,1/,C,89 91 93.5 96,(2)一般T增大则,增大，Tg点以下t曲线基本由数,段线段组成。,(3)Tg点以上 随温度急剧增大，到Tf时可增三倍。,3,(三)影响因素,1.组成对,的影响,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（f=2Z/a,2,）f,大， 小。,*起断网作用的组分使增大（R,+,）,起积聚、补网作用的组分使减小。（,M,4,、,Al,3,+,）,混合碱效应,玻璃的热膨胀系数随组成不同，波动范围较大,(5.4,10,-7,150,10,-7,/,C),一般钠钙硅玻璃为0100,10,-7,/,C,4,2.热历史与,的关系,不同热历史的玻璃有不同的。快冷的较大（低温）。,3. 分相和晶化对,的影响,晶化后一般减小。,主要由主晶相种类、晶体排列、基础玻璃等决定。,分相玻璃的取决于连通相的。,5,(四),的测定,1.石英膨胀仪法（立式、卧式）,注意：升温速率，最高温度（Tf）。,2.双线法（简便）,需标准样（ 已知，热历史与被测样相似）,丝的曲率与成正比，与重叠厚度成正比。,20cm,h,6,(五),的计算,=,i,Pi,(六) 应用, ,大的玻璃的成型、退火等温度低, 玻璃的封接 310,-7,/C,制品热稳定性 大热稳差。,7,二.,玻璃的热稳定性,定义：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,T表示。,T,C,为特硬玻璃；,T ,C,称硬质玻璃；,T ,C,为软质玻璃,玻璃承受急热能力比急冷能力好,8,影响因素,* 1.,对热稳定性有决定性影响。越小热稳越好,*.,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,*.,制品厚度（越厚热稳定性越差）,热稳定系数,K =,P,E,cd,9,三. 玻璃的比热,定义：某温度下单位质量的物质升高1,C,所需的热量。,C= ,1,d,dt,m,d,为消耗的热量,通常用平均比热C,m,=1/m,/（t,2,-t,1,）,单位：J/kg,C,常用：千卡/千克度 卡/克度,10,(一) 影响因素,* 温度升高C增大，TgTf内增大很快。,* SiO,2,、Al,2,O,3,、B,2,O,3,、MgO、Na,2,O、Li,2,O能提高C,PbO、BaO较高可降低C。,(二) 计算,C=PiCi,Pi 重量%,C,m,= a=Piai Co=PiCoi,at+Co,0.00146t+1,11,四. 玻璃的导热系数,定义：温度梯度为1时，在单位时间内通过试样单位,截面积的热量。,Q=S t/,（,单位：W/m,C,常用：卡/厘米秒度）,(一) 影响因素,*,温度升高增大。到软化点Ts时可增大一倍。,* SiO,2,、Al,2,O,3,、B,2,O,3,使增大。,R,2,O 、,PbO、BaO可降低。,*玻璃颜色越深越低.,(二) 计算,巴里赫尔公式 =Pii,12,