组成对高硼硅碎玻璃粘度的影响
时间:2021-05-25 作者:91再生 来源:91再生网
粘度是玻璃制备过程中一个重要参数,它贯穿于玻璃生产的各个阶段,从熔制、澄清、均化、成形直到退火均与粘度密切相关,即通过考察玻璃高温粘度特性,可以确定高硼硅碎玻璃的熔制制度和成形工艺。
组成对高硼硅碎玻璃粘度的影响: 1、B2O3取代部分SiO2对高硼硅玻璃粘度的影响。 随着n(B2O3)/n(SiO2)增大,玻璃的粘度逐渐减小。分析粘度曲线的斜率发现,随着B2O3含量增大,玻璃粘度的变化量逐渐变缓。 SiO2和B2O3作为玻璃形成体氧化物,在玻璃结构中起骨架作用,对玻璃粘度起决定性作用。在高硼硅玻璃中,B2O3以[BO4]形式存在。随着B2O3取代部分SiO2,一方面,玻璃中[BO4]增多,使得玻璃网络连接增强,玻璃粘度有增大趋势;另一方面,玻璃中[SiO4]含量减小,玻璃网络连接减弱,玻璃粘度降低。由于[SiO4]的单键能比[BO4]的大,使[SiO4]骨架对高硼硅碎玻璃粘度的影响比[BO4]大,因此,玻璃整体粘度表现为下降。
与钠钙硅浮法玻璃相比,组成该高硼硅玻璃的澄清温度(对应粘度为10Pa·s) 比浮法玻璃高出约80℃,而成形温度(对应粘度为100Pa·s)则高出近180℃。 2、Al2O3取代部分SiO2对高硼硅玻璃高温粘度的影响。 在B2O3含量保持不变的情况下,随着Al2O3含量增加,高硼硅玻璃粘度增大,而且当Al2O3取代量≥2%时,玻璃粘度急剧增大。Al2O3取代量分别为0、1%、2%和4%时,高硼硅碎玻璃在1200℃时粘度分别为466、480、550和735Pa.s。
Al2O3作为中间体氧化物,在高硼硅玻璃中,n(Na2 O)/n(Al2O3)>1,Al3+位于[AlO4]中。[ AlO4]与[SiO4]组成连续的骨架,使玻璃结构紧密,粘度增大。因此,Al2O3取代部分SiO2时,高硼硅玻璃粘度增大。
在高硼硅碎玻璃的制备过程中,应适当控制Al2O3含量,否则导致玻璃粘度大,气泡难以排出,无法获得高光学质量玻璃。 3、Li2O、 ZnO和CaO取代部分Na2O对高硼硅玻璃粘度的影响。 Li2O具有较强的助熔作用,显着降低高硼硅玻璃的粘度;ZnO也表现出助熔效果,但比Li2O的助熔作用弱;CaO取代Na2O时,高硼硅碎玻璃的高温粘度变化较小,但低温粘度显着增大。Li2O助熔作用是由Li+较大的极化力所致。在高硼硅玻璃中,Li+具有强烈的断键作用,破坏网络连接,降低玻璃粘度。ZnO在玻璃中存在两种配位形式:[ZnO4]和[ZnO6]。
对于本文的高硼硅碎玻璃而言,碱金属氧化物提供的游离氧不足以使ZnO以[ZnO4]进入玻璃的结构网络中,而是以[ZnO6]存在于网络结构的空隙中,同时,Zn2+极化力大,削弱了玻璃网络连接程度,进而导致玻璃粘度降低。由于Ca2+比Na+半径大,离子迁移困难,使得高硼硅玻璃粘度增大。
因此在实际中,应根据高硼硅碎玻璃的服役环境和性能要求,有目的选择引入Li2O、ZnO和CaO,并适当控制其含量。 本文就介绍到这里,大家可以进行适当参考。如果你想了解更多关于
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