文档介绍：实验九玻璃的高温熔制
玻璃的高温熔制,是指通过一定的高温过程,最终制得具有一定性能的玻璃产品。在玻璃的生产和科学研究中,通过对玻璃高温制备研究,可寻找最佳的配方设计,掌握各种因素的变化对玻璃制备的影响,制定合理的工艺制度,是进行生产质量控制、新产品开发和材料研究的重要方法。
玻璃高温制备中的物理过程主要有原料吸附水的蒸发,某些组分的挥发、晶型转变以及某些组分的熔化等。化学过程主要有某些组分加热后排除结晶水、盐类的分解、各组分之间的化学反应及硅酸盐的形成。物理化学过程主要指一些物料间的固相反应,共熔体的产生,各组分间的互熔,物料、玻璃液相与炉内气体以及耐火材料之间的相互作用等。其中有些过程如共熔体的产生、互熔等,要在很高的温度下才能显著发生。
一、实验目的
在实际生产中,玻璃熔制是关键环节。在玻璃配方合理和成型条件固定的前提下,如果熔制好,就能做到优质高产;熔制不好,工厂的废玻璃就会堆积如山。
玻璃的熔制实验是一项很重要的实验。在教学、科研和生产中,往往需要设计、研究和制造玻璃的新品种,或者对传统的玻璃生产工艺进行某种改革。在这些情况下,为了寻找合理的玻璃成分、了解玻璃熔制过程中各种因素所产生的影响、摸索合理的熔制工艺制度、提出各种数据以指导生产实践等,一般都要先做熔制实验,制取玻璃样品,再对样品进行各种性能测定,判断各种性能指标是否达到预期的要求。如此反复进行,直至找到玻璃的最佳配方,满足各种性能要求为止。
本实验的目的:
1、在实验室条件下进行玻璃成分的设计、原料的选择、配料计算、配合料的制备、用小型坩埚进行玻璃的熔制、玻璃试样的成形等,完成一整套玻璃材料制备过程的基本训练;
了解熔制玻璃的设备及其测试仪器,掌握起其使用方法;
观察熔制温度、保温时间和助熔剂对熔化过程的影响;
根据实验结果分析玻璃成分、熔制制度是否合理。
二、实验原理
玻璃的熔制过程是一个相当复杂的过程,它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。
物理过程:指配合料加热时水分的排除,某些组成的挥发,多晶转变以及单组分的熔化过程。
化学过程:指各种盐类被加热后结晶水的排除,盐类的分解,各组分间的互相反应以及硅酸盐的形成等过程。
物理化学过程:包括物料的固相反应,共熔体的产生,各组分生成物的互熔,玻璃液与炉气之间、玻璃液与耐火材料之间的相互作用等过程。
由于有了这些反应和现象,由各种原料通过机械混合而成的配合料才能变成复杂的、具有一定物理化学性质的熔融玻璃液。
应当指出,这些反应和现象在熔制过程中常常不是严格按照某些预定的顺序进行的,而是彼此之间有着相互密切的关系。例如,在硅酸盐形成阶段中伴随着玻璃形成过程,在澄清阶段中同样包含有玻璃液的均化。为便于学习和研究,常可根据熔制过程中的不同实质而分为硅酸盐的形成、玻璃的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷却五个阶段。
纵观玻璃熔制的全过程,就是把合格的配合料加热熔化使之成为合乎成型要求的玻璃液。其实质就是把配合料熔制成玻璃液,把不均质的玻璃液进一步改善成均质的玻璃液,并使之冷却到成型所需要的粘度。因此,也可把玻璃熔制的全过程划分为两个阶段,即配合料的熔融阶级和玻璃液的精练阶段。
三、实验准备
1、高温电炉一台及其附属设备(调压器一台,电流表一只,电压表一只,测温铂铑—铂热