玻璃的液化

2024-11-19 來(lái)源：

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在玻璃形成階段結束后，由于各種原因在玻璃液中帶有與主體玻璃液化學(xué)成分不同的不均體，消除這種不均體，使整個(gè)玻璃液在化學(xué)成分上達到一定的均勻性稱(chēng)玻璃液的均化過(guò)程。不同的制品對玻璃液要達到的均化程度也不相同，但玻璃液的均化始終目的為了得到更優(yōu)質(zhì)的玻璃液，以便后期作業(yè)更加穩定。玻璃液的均化可包括兩大部分:化學(xué)均勻性和熱均勻性。

當玻璃液存在化學(xué)不均時(shí)，則主體玻璃與不均體兩者的性質(zhì)也將不同，這對制品產(chǎn)生不利的影響。例如，兩者膨脹系數不同，則在兩者界面上將產(chǎn)生結構應力;兩者黏度、表面張力不同，則產(chǎn)生玻、條紋類(lèi)缺陷;兩者化學(xué)成分不同，則在其界面上的析品、析泡的傾向變化等。由此可見(jiàn)，不均的玻璃液對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量有重大的影響。

玻璃液的均勻度與配合料的均勻度、熔制工藝的穩定性及耐火材料的侵蝕狀況等有關(guān)。其中由耐火材料的侵蝕所造成的不均勻幾乎是無(wú)法防止的。玻璃液的均化過(guò)程通常按下述三種方式進(jìn)行：

(1)不均體的溶解與擴散的均化過(guò)程 玻璃液均化的基本過(guò)程是不均體的溶解和隨之而來(lái)的擴散。由于擴散速度低于溶解速度，所以玻璃液的均化速度實(shí)際上取決于擴散速度。而擴散速度取決于物質(zhì)的擴散系數、兩擴散相的接觸面積與兩相的濃度差。其中擴散系數主要與溫度和黏度關(guān)系大。

提高溫度可以降低黏度，同時(shí)也能提高熔體的擴散系數。不均體在高黏滯性、靜止的玻璃液中的擴散速度將是極其緩慢的。熔融玻璃的擴散系數一般為10⁻⁷~10⁻⁶cm²/s。

(2)玻璃液的對流均化過(guò)程

玻璃池窯內的各處玻璃液的溫度并不相同，這導致玻璃液產(chǎn)生對流。在液流斷面上存在著(zhù)速度梯度，正因為如此，玻璃液中的線(xiàn)道被拉長(cháng)了。其結果不僅增加了擴散面積，而且會(huì )增加濃度的梯度，加強了分子的擴散，所以玻璃液熱對流起著(zhù)使玻璃液均化的作用。從熱流的流動(dòng)性質(zhì)看，這種流動(dòng)是屬層流而不是湍流，因而對流均化過(guò)程還是有限的。

熱對流對玻璃液的均化過(guò)程也有其不利的一面，加強熱對流往往同時(shí)增加了對耐火材料的侵蝕，這會(huì )導致產(chǎn)生新的不均體。尤其是某些對耐火材料侵蝕較大的光學(xué)玻璃，這種影響尤為突出。

(3)因氣泡上升而引起的攪拌均化過(guò)程

當氣泡由玻璃液深處向上浮升時(shí)，一方面由于氣泡上升帶動(dòng)氣泡附近的玻璃液流動(dòng)，形成某種程度的翻滾，在其斷面上產(chǎn)生了速度梯度，導致不均體拉長(cháng)。另一方面若氣泡上升時(shí)遇不均體，由于氣泡的上升力給予不均體以拉力，使它拉成線(xiàn)狀，這有利于均化。

在玻璃液的均化過(guò)程中，除黏度對均化過(guò)程有重要影響外，玻璃液與不均體的表面張力對均化也有一定的影響。當玻璃液的表面張力小于不均體的表面張力時(shí)，則不均體的表面積趨向于減少，這不利于均化，反之將有利于均化

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