玻璃液的均化過程及其它分析

玻璃液的均化過程及其它分析

玻璃液的均化包括對其化學均勻和熱均勻兩方面的要求，本節(jié)主要敘述玻璃液的化學均勻性。 在玻璃形成階段結(jié)束后，在玻璃液中仍帶有與主體玻璃化學成分不同的不均體，消除這種不均體的過程稱玻璃液的均化。對普通鈉鈣硅玻璃而言，此階段溫度可低于澄清溫度下完成，不同高溫玻璃制品對化學均勻度的要求也不相同。 當玻璃液存在化學不均體時，主體玻璃與不均體的性質(zhì)也將不同，這對高溫玻璃制品產(chǎn)生不利的影響。例如，兩者熱膨脹系數(shù)不同，則在兩者界面上將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應力，這往往就是玻璃制品產(chǎn)生炸裂的重要原因;兩者光學常數(shù)不同，則使光學玻璃產(chǎn)生光畸變;兩者粘度不同，是窗用玻璃產(chǎn)生波筋、條紋的原因之一，等等。由此可見，不均勻的玻璃液對制品的產(chǎn)量與質(zhì)量有直接影響。

玻璃液的均化過程通常按下述三種方式進行

1 .不均體的溶解與擴散的均化過程

高溫玻璃液的均化過程是不均體的溶解與隨之而來的擴散。由于玻璃是高粘度液體，其擴散速度遠低于溶解速度。擴散速度取決于物質(zhì)的擴散系數(shù)、兩相的接觸面積、兩相的濃度差，所以要提高擴散系數(shù)最有效的方法是提高熔體溫度以降低熔體的粘度，但它受制于耐火材料的質(zhì)量。 顯然，不均體在高粘滯性、靜止的玻璃液中僅依靠自身的擴散是極其緩慢的，例如，為消除 1mm寬的線道，在上述條件下所需時間為 277h 。

2 .玻璃液的對流均化過程

熔窯和坩堝內(nèi)的各處溫度并不相同，這導致玻璃液產(chǎn)生對流，在液流斷面上存在著速度梯度，這使玻璃液中的線道被拉長，其結(jié)果不僅增加了擴散面積，而且會增加濃度梯度，這都加強了分子擴散，所以熱對流起著使玻璃液均化的作用。熱對流對玻璃液的均化過程也有其不利的一面，加強熱對流往往同時加劇了對耐火材料的侵蝕，這會帶來新的不均體。

在生產(chǎn)上常采用機械攪拌，強制玻璃液產(chǎn)生流動，這是行之有效的均化方法。

3 .因氣泡上升而引起的攪拌均化作用

當氣泡由玻璃液深處向上浮升時，會帶動氣泡附近的玻璃液流動，形成某種程度的翻滾，在液流斷面上產(chǎn)生速度梯度，導致不均體的拉長。在玻璃液的均化過程中，除粘度對均化有重要影響外，高溫玻璃與不均體的表面張力對均化也有一定的影響。當不均體的表面張力大時，則其面積趨向于減少，這不利于均化。反之，將有利于均化過程。 在生產(chǎn)上對池窯底部的玻璃液進行鼓泡，也可強化玻璃液的均化，這是行之有效的方法。對坩堝爐常采用往堝底壓入有機物或無機氣化物的方法，可產(chǎn)生大量氣體達到強制攪拌的目的。

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