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玻璃黏度与温度的关系

发布时间:2016/7/16

(1)玻璃黏度随温度变化的一般规律玻璃熔体与晶体(如金属和盐类)的黏度随温度的变 化有显著的差别。熔融金属和盐类在高于熔点时黏度变化很小。当温度降低至凝固 点时,由于熔融态转变成晶态,黏度呈直线上升。玻璃液在高温时,黏度变化不大,随着温度降 低,黏度逐渐增大,待到低温时,黏度急剧增大。在整个过程中,黏度随温度连续变化,曲线上不存在突变点。

所有硅酸盐玻璃黏度随温度的变化规律都属同一类型,黏度-温度曲线的形状都相似,只是 变化速率以及对应于某给定黏度的温度有所不同。

玻璃熔体在冷却过程中的黏度不断增大称为玻璃液的硬化或固化。黏度增大的速率称为玻璃 液的硬化速率,它与玻璃本身的温度-黏度特性有关,快凝玻璃的硬化速率较慢凝玻璃的硬化速 率大。另外,硬化速率还取决于玻璃液的冷却速率,而冷却速率受诸多因素影响,如玻璃液的容量、表面积、热容和导热性能、玻璃液 表面的辐射能力和玻璃液所接触的环境 (如冷却介质、成形模具材料等)。玻璃黏度与温度的关系还可以通过 钠钙硅玻璃的弹性模量、黏度与温度的 关系曲线得以说明。

玻璃表现为典型的黏性液体,几乎不具 备弹性,其黏度仅决定于自身的组成和温度。b区为温度转变区,在此区域内,玻璃黏度随温度降低而迅速增大,钠括挂玻璃的弹性模量、黏度与温度的关系曲线弹性模量也迅速增大。除了组成和温度

的影响之外,玻璃的黏度或其他性质还与时间有关。在温度较低的c区,弹性模量随温度降低 进一步增大,黏滞流动变得非常小,玻璃的黏度仅决定于组成和温度,而与时间无关。

从钠钙硅玻璃的黏度随温度的变化趋势也可以看出,玻璃熔体的黏度及黏度的温 度系数(AVAT)都随温度降低而迅速增大。

上述现象可以由玻璃的热历史进行解释。在液体结构中,各质点之间的距离和相互作用力的 大小均与晶体接近,每个质点都处于周围其他质点键力作用之下,即每个质点均落在一定大小的 势垒之中。要使这些质点移动(流动),就得使它们具有足以克服该势垒的能量,使其处 于活化状态。活化质点的数量越多,液体的流动度就越大;反之,流动度就越小。




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