玻璃的熱學(xué)性質(zhì)課件

1、1玻璃的熱學(xué)性質(zhì)熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性玻璃的封接、套料玻璃的封接、套料使用溫度使用溫度玻璃的比熱玻璃的比熱玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)第二節(jié)第二節(jié) 玻璃的熱學(xué)性質(zhì)玻璃的熱學(xué)性質(zhì) 熔窯設(shè)計(jì)熔窯設(shè)計(jì)2玻璃的熱學(xué)性質(zhì)一一. 玻璃的熱膨脹系數(shù)玻璃的熱膨脹系數(shù) (一一)熱膨脹現(xiàn)象熱膨脹現(xiàn)象常溫常溫 質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近作簡諧振動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近作簡諧振動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）高溫高溫 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)幅度增大，質(zhì)點(diǎn)間距也變大，于是出現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)幅度增大，質(zhì)點(diǎn)間距也變大，于是出現(xiàn)熱膨脹現(xiàn)象。熱膨脹現(xiàn)象。(二二)熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)1.線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù) ，且常用，且常用平均值平均值。 = l/l01/

2、 T T= t2-t1 2.體積膨脹系數(shù)體積膨脹系數(shù) = V/V1/ t 3 單位：單位： 1/ C玻璃常用玻璃常用 10-7 / C3玻璃的熱學(xué)性質(zhì)溫度和溫度和 的關(guān)系的關(guān)系(1)不同不同T的的 不同。對不同。對 要指明溫度段。要指明溫度段。例：例：Na2O 15% CaO 10% SiO2 75%溫度溫度 C 20100 20200 20300 20400 10-7 1/ C 89 91 93.5 96(2)一般一般T增大則增大則 增大，增大，Tg點(diǎn)以下點(diǎn)以下 t曲線基本由數(shù)曲線基本由數(shù) 段線段組成。段線段組成。(3)Tg點(diǎn)以上點(diǎn)以上 隨溫度急劇增大，到隨溫度急劇增大，到Tf時(shí)可增三倍。時(shí)

3、可增三倍。4玻璃的熱學(xué)性質(zhì)(三三)影響因素影響因素1.組成對組成對 的影響的影響 反映了網(wǎng)絡(luò)的緊密程度（完整性和鍵力強(qiáng)弱）反映了網(wǎng)絡(luò)的緊密程度（完整性和鍵力強(qiáng)弱）* 陽離子與氧的結(jié)合力（陽離子與氧的結(jié)合力（f=2Z/a2）f大，大， 小。小。*起斷網(wǎng)作用的組分使起斷網(wǎng)作用的組分使 增大（增大（R+）起積聚、補(bǔ)網(wǎng)作用的組分使起積聚、補(bǔ)網(wǎng)作用的組分使 減小。（減小。（M4、Al3+）混合堿效應(yīng)混合堿效應(yīng)玻璃的熱膨脹系數(shù)隨組成不同，波動(dòng)范圍較大玻璃的熱膨脹系數(shù)隨組成不同，波動(dòng)范圍較大 (5.4 10-7150 10-7/ C)一般鈉鈣硅玻璃為一般鈉鈣硅玻璃為0100 10-7/ C5玻璃的熱學(xué)性質(zhì)2

4、.熱歷史與熱歷史與 的關(guān)系的關(guān)系不同熱歷史的玻璃有不同的不同熱歷史的玻璃有不同的 ?？炖涞摹？炖涞?較大（低較大（低溫）。溫）。3. 分相和晶化對分相和晶化對 的影響的影響晶化后一般晶化后一般 減小。減小。主要由主晶相種類、晶體排列、基礎(chǔ)玻璃等決定。主要由主晶相種類、晶體排列、基礎(chǔ)玻璃等決定。分相玻璃的分相玻璃的 取決于連通相的取決于連通相的 。6玻璃的熱學(xué)性質(zhì)(四四) 的測定的測定1.石英膨脹儀法石英膨脹儀法（立式、臥式）（立式、臥式）注意：升溫速率，最高溫度（注意：升溫速率，最高溫度（Tf）。）。2.雙線法雙線法（簡便）（簡便）需標(biāo)準(zhǔn)樣（需標(biāo)準(zhǔn)樣（ 已知，熱歷史與被測樣相似）已知，熱歷史與

5、被測樣相似）絲的曲率與絲的曲率與成正比，與重疊厚度成正比。成正比，與重疊厚度成正比。 20cmh7玻璃的熱學(xué)性質(zhì)(五五) 的計(jì)算的計(jì)算 = iPi(六六) 應(yīng)用應(yīng)用 大的玻璃的成型、退火等溫度低大的玻璃的成型、退火等溫度低 玻璃的封接玻璃的封接 310-7/ C 制品熱穩(wěn)定性制品熱穩(wěn)定性 大熱穩(wěn)差。大熱穩(wěn)差。8玻璃的熱學(xué)性質(zhì)二二. 玻璃的熱穩(wěn)定性玻璃的熱穩(wěn)定性定義：定義：玻璃受劇烈溫度變化而不破壞的性能。玻璃受劇烈溫度變化而不破壞的性能。 常用試樣在保持不破壞條件下的最大溫差常用試樣在保持不破壞條件下的最大溫差T表示。表示。T C 為特硬玻璃；為特硬玻璃； T C 稱硬質(zhì)玻璃；稱硬質(zhì)玻璃；T

6、C 為軟質(zhì)玻璃為軟質(zhì)玻璃玻璃承受急熱能力比急冷能力好玻璃承受急熱能力比急冷能力好9玻璃的熱學(xué)性質(zhì)影響因素影響因素* 1.對熱穩(wěn)定性有決定性影響。對熱穩(wěn)定性有決定性影響。越小熱穩(wěn)越好越小熱穩(wěn)越好*.降低強(qiáng)度的因素都降低熱穩(wěn)定性降低強(qiáng)度的因素都降低熱穩(wěn)定性玻璃的熱穩(wěn)定性同強(qiáng)度一樣存在疲勞現(xiàn)象玻璃的熱穩(wěn)定性同強(qiáng)度一樣存在疲勞現(xiàn)象*.制品厚度（越厚熱穩(wěn)定性越差）制品厚度（越厚熱穩(wěn)定性越差）熱穩(wěn)定系數(shù)熱穩(wěn)定系數(shù) K =PEcd10玻璃的熱學(xué)性質(zhì)三三. 玻璃的比熱玻璃的比熱定義定義：某溫度下單位質(zhì)量的物質(zhì)升高：某溫度下單位質(zhì)量的物質(zhì)升高1 C所需的熱量。所需的熱量。 C= 1ddtmd 為消耗的熱量為消耗

7、的熱量通常用平均比熱通常用平均比熱Cm=1/m /（t2-t1）單位：單位：J/kg C 常用：千卡常用：千卡/千克千克度度 卡卡/克克度度11玻璃的熱學(xué)性質(zhì)(一一) 影響因素影響因素* 溫度升高溫度升高C增大，增大，TgTf內(nèi)增大很快。內(nèi)增大很快。* SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、Na2O、Li2O能提高能提高C PbO、BaO較高可降低較高可降低C。(二二) 計(jì)算計(jì)算C=PiCi Pi Pi 重量重量% %Cm= a=Piai Co=PiCoi at+Co0.00146t+112玻璃的熱學(xué)性質(zhì)四四. 玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)定義：溫度梯度為定義：溫度梯度為1時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過試樣單位時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過試樣單位 截面積的熱量。截面積的熱量。 Q=S t/（單位：單位：W/m C 常用：卡常用：卡/厘米厘米秒秒度）度）(一一) 影響因素影響因素* 溫度升高溫度升高增大。到軟