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软玻璃的 澄清-上海彦如 软玻璃
[添加时间] 2016-12-5 [访问量] 631 [返回]

        在软玻璃 熔化过程中,由于配合料的分解、部分组分的挥发、氧化物的氧化还原反应以及软玻璃与耐火材料的相互作用等原因,析出大量的气体。其中,大部分气体逸散于窑炉空间,在剩余的气体中,有部分气体溶解于软玻璃中,但还有 部分气体以可见气泡的形式存在于软玻璃中。可见气泡的存在,严重地影响软玻璃的质量,因此必须排除。生产中将软玻璃中可见气泡排除的过程称为软玻璃的 澄清。软玻璃的 澄清是软玻璃熔制过程极其重要的一个环节。 软玻璃的 澄清涉及软玻璃中气体的种类、来源及平衡、澄清机理及措施。

   I.软玻璃中 的气体

      如前所述,软玻璃中 的气体主要来源于配合料及其熔化,部分来源于软玻璃与耐火材料相互作用。气体的种类及其数量取决于软玻璃的组成、原料的种类、炉内气氛与压力以及熔制温度的高低。常见的气体有:CO,, O N,, H, 0, SO,, CO等,此外 还有H NO, NO及惰性气 体。这些气体以三种形式存在于软玻璃中,即可见气体(气泡)、物理溶 解气体和化学结合气体(气体与软 玻璃组分反应所形成)。软玻璃的 澄清不是“去气”,而是“排气”,即软玻璃澄清不是去掉所有气体,而是排除“可见”气体的过程。从形式上看,此过程是一个简单的流体力学过程,但实际上还包括一个复杂的物理化学过程。

 2.澄清过程 中气体的平衡与转化

      在软玻璃 熔制过程中,在软玻璃液中溶解的气体、气泡中的气体以及窑炉内的气体,三者之间存在平衡关系,这种平衡取决于气体在各自相中的分压大小,气体总是从分压高的一相转移到分压低的一相。

     在澄清过 程中,气体的平衡和转化随熔制的不同时期要求不同。澄清在进行中时,要求尽可能地使溶解气体转化到气泡中,再漂浮排除这些可见气泡到窑炉空间中;在澄清结 束时,使未排除的小气泡溶解到软玻璃液中,使其不可见。这就是澄清的原理与目的。

    3.澄清的原 理与加速澄清的方法 

  (1)澄清的原 理。软玻璃澄清的最终目的是消除软玻璃中的可见气泡,所以凡能促使软玻璃(水晶板)中气泡 排除的方法都将成为澄清的措施。有效的方法主要是:使大气泡 在软玻璃液中上浮破裂排除;使小气泡 中的气体组分溶解于软玻璃液中,气泡被吸收而消失。

     ①在熔化部使大气泡 在软玻璃液中上浮破裂排除。气泡的大小和软玻璃液的A度是气泡 能否漂浮的决定因素。按照斯托克斯(Stokes)定律,气 泡的上升速度与气泡的半径平方成正比,而与软玻璃液私度成反比。

      由此可见 ,大直径的气泡比小直径的气泡从软玻璃液中逸出的速度要快得多。直径为 0.1 mm或小于0.1mm的气泡, 从软玻璃中逸出就需要经过很长的时间。因此,对于微细的气泡来说,除了软玻璃的对流能引起它们的移动之外,几乎不可能漂浮到软玻璃液面。 在等温等 压下,使软玻璃液中气泡变大有两个因素:其一,使 多个小气泡集合为一个大气泡(在实际的 澄清过程中不会发生);其二,软 玻璃液中溶解的气体渗入气泡,使之扩大。这种因素具有重要的实际意义。软玻璃液中溶解气体的过饱和程度愈大,这种气体在气泡中的分压愈低,则气体就愈容易从软玻璃液进入气泡。气泡增大后,它的上升速度增大,就能够 迅速地漂浮出软玻璃的液而。

    ②小气泡 的溶解消失。软玻璃液中气泡的排除与消溶,主要取决于气泡中的压力,而气泡内压力主要与软玻璃液的表而张力及气泡的半径有关。

  由上式可 见,软玻璃窑炉压力越大,软玻璃的表而张力越大;气泡半径 越小则气泡越容易溶解消除,深层软玻璃液中的气泡比表层的容易溶解消除;反之则不 利于小气泡的溶解消除,但在高温澄清时有利。
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