玻璃的導(dǎo)熱性簡介
在高溫時,玻璃的導(dǎo)熱性隨著溫度的升高而增加。普通玻璃加熱到軟化溫度時,玻璃的導(dǎo)熱性幾乎增加一倍。
玻璃中增加SiO2 、A12O2 、B2O2 、CaO 、MgO等都能提高玻璃的導(dǎo)熱性能。
低溫時熱傳導(dǎo)系數(shù)占主導(dǎo)地位,故化學(xué)成分對玻璃導(dǎo)熱性能的影響可從化學(xué)鍵強(qiáng)度來分析。鍵強(qiáng)度愈大,熱傳導(dǎo)性能應(yīng)愈好。因此在玻璃中引入堿金屬氧化物會減小導(dǎo)熱系數(shù)。
玻璃顏色的深淺對導(dǎo)熱系數(shù)的影響也較大,玻璃的顏色愈深,其導(dǎo)熱能力也愈小。
玻璃的導(dǎo)熱性對玻璃成形過程中的冷卻速度影響較大。玻璃的導(dǎo)熱性越大,玻璃冷卻得就越快,則成形的速度也就越快。在生產(chǎn)實際中,明料玻璃的導(dǎo)熱性要大于深顏色玻璃的導(dǎo)熱性,因此,對于人工成形的藝術(shù)玻璃制品就要求玻璃的熱傳導(dǎo)速度要慢,對于機(jī)械成形的玻璃制品就要求其熱傳導(dǎo)速度要快。人工成形時,吹制技師的操作要根據(jù)這個道理適當(dāng)?shù)卣莆粘尚尾僮魉俣,尤其是形狀?fù)雜玻璃制品和深顏色玻璃制品。
玻璃在成形時膨脹或熱收縮,以玻璃的熱膨脹系數(shù)表征。它與玻璃中應(yīng)力的產(chǎn)生和玻璃制品尺寸的公差都有關(guān)系。玻璃在成形入模后,玻璃與模具壁表面接觸因冷卻而發(fā)生收縮,在最冷點上,玻璃表面層上收縮最大,向厚度內(nèi)部收縮就逐漸減小。這樣,玻璃表面就存在著張應(yīng)力。當(dāng)玻璃仍處于液體狀態(tài)時,由于質(zhì)點流動,應(yīng)力很快消除,但當(dāng)玻璃部分地到達(dá)彈性固體狀態(tài),同時模型因受熱膨脹,這時玻璃制品的收縮和鑄鐵模型的膨脹約有1%-2%的差值,這樣就在成形的玻璃制品上產(chǎn)生了殘余應(yīng)力,易導(dǎo)致表面裂紋產(chǎn)生。因此在成形中應(yīng)當(dāng)考慮不產(chǎn)生缺陷的應(yīng)力消除速度問題。這一點在實際的生產(chǎn)中也常在出模時就發(fā)現(xiàn)有玻璃制品炸裂,有時是在出模后送退火爐前炸裂。
在套料玻璃制品的生產(chǎn)中,由于玻璃的熱膨脹系數(shù)不匹配問題,也常見成形操作過程中玻璃制品的炸裂發(fā)生。另外,在玻璃成形時,有時因玻璃組成中堿性氧化物含量過大,熱穩(wěn)定性能下降,成形過程也會發(fā)生玻璃制品自炸現(xiàn)象。這就需要通過改變玻璃化學(xué)組成來提高玻璃熱穩(wěn)定性能。