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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,*,*,第一节 熔制玻璃的原料,由主料与辅料制取：主料为矿石：石英石、石灰石、纯碱、硼酸。,辅料为助剂（加速溶解与改变性能）,一,.,主料,有五大类：,类原料：硅砂、砂岩、石灰岩等；,和 类原料：,为长石、粘土天然矿物，也有氧化铝和氢氧化铝化工原料，,为硼酸，硼砂。,一价金属氧化物类：包括：、,LiO,等，属网络外体氧化物,二价金属氧化物类,提高化学稳定性，包括：,CaO,、,MgO,、,BaO,、,ZnO,、,PbO,等。,四价金属氧化物类,提高粘度、硬度、折射率、化学稳定性，,主要是二氧化锆 ，属中间体氧化物。,二,.,辅料,有五大类：,澄清剂；,着色剂；,脱色剂；,乳化剂；,碎玻璃,降低熔制温度，加速熔速过程，降低成本,第二节 玻璃熔制与成型,一,.,玻璃的熔制,1.,玻璃熔炉；,关键设备。,2.,玻璃熔制过程,分为五个阶段：,硅酸盐形成；,玻璃形成；,澄清；,均化；,冷却,二,.,玻璃容器的成型,1.,玻璃粘度随温度的变化及特征温度,（,1,）熔点,玻璃熔融温度：,；,（,2,）成型操作点,玻璃可以成型的温度区域：,；,（,3,）软化点,玻璃不能变形的最高温度：左右；,（,4,）退火点,可短时消除玻璃剩余应力：左右；,（,5,）应变点,玻璃开始变为脆性固体的温度：左右。,2.,玻璃容器的成型,（,1,）生产玻璃包装制品过程分有成型与定型两个阶段：,成型,得到几何形状；,定型,把形状固定下来。,（,2,）成型控制参数：粘度、温度和热传递。,（,3,）玻璃成型需控制的三个特征温度：软化温度、退火温度、应变点。,三个温度确定的成型操作参数经验公式：,成型范围指数,=,软化温度,退火温度,相对料滴温度,=2.63,成型范围指数,退火温度,（,4,）成型加工过程为：玻璃液供料,供料机送给制瓶机,给供料机料碗,切成料滴,进雏成模,瓶口制取,瓶体压制（吹压）,夹出,退火。,（,5,）制瓶机成型方法有：吹,吹法；压,吹法和压制法。,第三节 玻璃容器的退火及表面处理,退火的目的：消除成型时温度变化而产生的应力（表面与内部、厚度不均匀处，冷却不同处）即内应力，提高瓶体的机械强度。,一,.,玻璃瓶罐中的应力,1.,永久应力,概念：永久应力指玻璃冷却到室温后留下的应力，也可称剩余应力原因：冷却速度快，开始冷却时的温度在玻璃应变点之上，外与内产生收缩差。,2.,暂时应力,概念：玻璃中随温度差的存在而存在的热应力称暂时应力。,原因：冷却速度快，而始冷却温度低于应变点，只有暂时应力大于玻璃机械强度时才使玻璃破裂。,二,.,玻璃瓶罐的退火,目的：减少或消除玻璃中的残余应力至许用应力值之下，属于热处理退火的过程如下：,1.,退火温度选择,选择转变温度,Tg,（玻璃态,液态，过冷熔体）以下适当温度范围。,对普通玻璃退火温度为：粘度,10P,的,P,的 。,上限温度,3min,可消除应力,95%,；而在下限温度则只能消除,5%,。,2.,退火工艺,工艺：加热,保温,缓慢降温,快速降温。,分有一次与二次退火,一次退火指容器成型后放入退火炉退火；,二次退火指容器成型在冷却后再进行退火。,玻璃容器保温时间,t,与壁后,a,的关系：,t,min,a,cm,1.,玻璃表面的缺口敏感性,指玻璃表面裂痕对其机械强度的影响称其为缺口敏感性。,固态材料表面缺陷的应力集中表达式：,式中：为裂纹或缺口处的真实应力；,为表观拉应力；,C,为裂痕深度；,为缺口尖端半径。,三,.,玻璃表面的性质及表面处理,定义应力集中系数,K,为：,讨论：（,1,）有裂痕固态材料缺口处应力因素：缺口深度越大，半径越小，则真实应力越大；,（,2,）真实应力大于材料屈服强度时：越大，应力集中越小；,c,越大则应力集中越大。,2.,玻璃表面的化学稳定性,由前面可知：稳定性与玻璃组成成分有关。含的硅酸盐玻璃有较高的稳定性，即 越少为好。所以，硅氧和碱金属决定了玻璃的稳定性,3.,玻璃表面处理技术,（,1,）酸处理：用氢氟酸、硫酸配制酸液，腐蚀表面裂纹，使,c,增大；,（,2,）火抛光：加热至玻璃软化温度，使表面温度愈合；,（,3,）有机涂敷：在表面涂敷有机硅或有机化合物（形成硅酸）愈合,c,；,（,4,）硫霜化反应：退火时内部碱与炉中酸气（）反应生成硫酸钠粉霜，洗去粉霜后在容器表面富集二氧化硅而提高稳定性；,（,5,）双层涂敷：用（,3,）的方法在其之前先涂一层金属氧化物（）,第四节 强化玻璃与轻量玻璃容器,2.,化学强化处理,化学强化玻璃（制法）,在表面进行离子交换使之强化。其原理,把,Na,置换成半径较大的 （为,0.133nm,，为,0.097,），将其抵抗拉应力的压力层预先置入玻璃表面，从而实现强化。压应力层厚约为,50,，把玻璃置于要置换离子的熔制中进行。,概念：强化玻璃也称钢化玻璃，按抗压大于抗拉强度原理设计,用物理或化学方法实现。,一,.,玻璃强化技术,1.,玻璃表面的热处理,风冷强化制取钢化玻璃,通过热处理的快速冷却，使玻璃内部层产生不同向的残余应力（外拉内压），外部变压时可通过表面的拉应力抵消而得以增强，但超过极限时会全面破裂（散型）,2.,轻量瓶的级,轻量化级公式：,式中：,L,为轻量化级；,W,为瓶重（,g,）；,V,为瓶容积（,ml,）；,二,.,轻量玻璃容器,1.,重容比,概念：玻璃瓶重容比指重量与容积之比，即,W,（,g,）,/C,（,ml,），其定义是评价同样容积的瓶子重量大小的参数。,重量瓶,指平均厚度（壁）大于,3.5mm,；,轻量瓶,指平均厚度（壁）为,2-2.5mm,；,要解决薄壁与耐压强度之间的矛盾（主要用改变成分，涂敷，钢化）,3.,轻量瓶的设计,根据下列因素设计：,使料性尽量长，选择含，,MgO,的钠钙玻璃，使粘度,温度变化与机速适应；,增加瓶体强度，做到三个减少：螺纹瓶口，聘颈高，瓶口与瓶底过大的曲率半径。,采用强化技术（双层涂敷、离子交换等）,第五结 陶瓷包装材料,一,.,原料,原料有主料,粘土和辅料,石子。,粘土主要指高岭土作用有二：,其一，便于粘和成型（可塑性好）；其二，焙烧保持定形（烧后为多孔性材料）,石子住指燧石和石英，高熔点不可塑（非粘性），可调节粘度，减少收缩，高温化合增加强度。,其他材料,长石，属助熔剂，成分为铝硅酸盐。可降低非粘料熔点，烧时产生玻璃态，减少孔隙。,陶瓷质量取决于：原料质量，粘土，石英，助熔剂三者比例。,一般：按,50,：,25,：,25,（粘土,/,石英类,/,长石类）,概念：用粘土和砂子制取（烧结）而得的容器。,特点：原料丰富，易加工成型，价廉物美。,二,.,制造与成型,加工成型方法：手工与模铸。,工艺过程：配料,搅拌,捻捏,成型,干燥,涂釉,焙烧。,注意,1.,成型水分蒸发应控制,否则产生裂纹；,2.,焙烧注意加热温度和升温速度，可分两次焙烧（涂油前后各进行一次）；,3.,涂釉起装饰、堵塞气孔、提高抗渗，不同品质的釉用于不同容器，如：软釉,陶器；硬釉,陶器。,小,结,1.,知道玻璃料的种类及作用，陶瓷料的种类及作用；,2.,掌握玻璃熔制的,5,个过程，成型加工过程，容量比及玻璃强化和轻量化概念及作用；,3.,重点掌握成型的,5,个特征温度，玻璃各种盈利，退火的定义及作用。,
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