高温成像玻璃测试技术综述与应用

综述了高温成像技术在玻璃熔体密度及表面张力、玻璃高温熔制观察、玻璃高温流动特性测试等测试技术中的应用。在此基础上,以玻璃纤维行业典型玻璃配方为例,应用上述高温成像玻璃测试技术,进行性能对比研究。

热膨胀法测定玻璃热性能的应用评估

热膨胀法可以测定玻璃的热性能,包括:热膨胀系数α与应变点T_(st)、转变点T_(g)、退火点T_(a)、膨胀软化点T_(d)等特征温度点。对热膨胀法测定玻璃热性能的应用进行评估,评估结果表明:(1)玻璃的热膨胀系数α会随着温度段变化而变化,同时在一定范围内,升温速率越大,热膨胀系数越小;(2)热膨胀法测定玻璃特征温度点的重复性偏差在±10℃以内,一定范围内,升温速率越大,特征温度点温度越高;(3)热膨胀法测定玻璃热性能的升温速率优选3℃/min;(4)玻璃中B_(2)O_(3)含量越高,同时CaO含量越低,那么玻璃的热膨胀系数α越小,玻璃的应变点T_(st)与转变温度T_(g)越小,退火加工温度范围也就越大。

废弃玻璃在混凝土中的应用研究进展

对废弃玻璃在混凝土中的应用研究进展进行了综述。废弃玻璃在混凝土中可作为骨料和掺合料使用。作为骨料使用时,废弃玻璃内部的裂纹会引起碱骨料反应,可通过在混凝土或砂浆中加粉煤灰、玻璃粉等加以解决。玻璃的碱骨料反应效应随其颗粒度减小而减小,颗粒度减小到一定程度,玻璃颗粒产生火山灰活性。和粉煤灰相比,玻璃粉的火山灰活性在低龄期时较为明显。混凝土中用一部分玻璃粉替代水泥,其长期抗氯离子渗透能力和抗硫酸盐侵蚀能力上升。玻璃颗粒和玻璃粉在混凝土方面的应用价值,还和国家环保政策和区域有关系。

玻璃粉对粉煤灰复合硬化水泥浆氯离子结合能力影响

就玻璃粉对粉煤灰复合硬化水泥浆氯离子结合能力影响进行了研究。首先对0~70%粉煤灰取代量的复合硬化水泥浆在90 d内的氯离子结合性能进行了研究。其次,采用玻璃粉与粉煤灰1∶4的比例以二者混合粉体替代水泥,玻璃粉替代量为0~8%,对玻璃粉-粉煤灰-水泥体系硬化浆体氯离子固定能力进行了研究。并通过XRD物相分析对氯离子结合机理进行了分析。结果表明,在粉煤灰复合水泥硬化浆体中,随粉煤灰对水泥取代量的增大,在不同龄期时,氯离子结合量出现极大值,且该极大值随龄期增长向小取代量方向移动。玻璃粉在粉煤灰复合水泥浆中的加入,有使硬化水泥浆氯离子结合能力降低的趋势。但根据XRD的结果,无论是粉煤灰复合水泥浆还是玻璃粉和粉煤灰复掺的硬化水泥浆,其Friedel盐含量和组成及龄期的关系均和氯离子结合量和同类因素的关系不一致。推测物理吸附对上述两种体系氯离子结合量随组成与龄期变化的规律有更大的影响。

基于V棱镜法的玻璃折射率测定

对玻璃折射率测试方法进行了综述,并提供一种适用性好、测定精度高的玻璃折射率测试方法。方法中,针对玻璃纤维行业典型无碱E玻璃配方,对玻璃的熔制、退火、切割和抛光过程进行标准化,并基于V棱镜折光仪测定玻璃的折射率。实验结果表明,对于E玻璃配方,玻璃配合料在1500℃下保温3 h熔制,在650℃下保温1.5 h退火,切割并抛光成具有两个相邻光滑面的V块,V面成角90°±2′,表面粗糙度Ra≤0.025,即可保证折射率的测定精度在±0.00005范围内。

ZrO_(2)对低介电玻璃纤维性能影响研究

在低介电玻璃纤维生产中,由于窑炉耐火材料中二氧化锆(ZrO_(2))会析出到玻璃液中,造成玻璃成分偏离,进而影响低介电玻璃性能。本文研究ZrO_(2)对低介电玻璃介电性能、热膨胀、黏度、玻璃液电阻率等关键性能的影响,结果表明:在典型低介电玻璃配方中,1 wt%的ZrO_(2),10 GHz下的介电常数(Dk)从4.65上升到4.70,介电损耗(Df)从3.20‰下降到3.02‰,热膨胀系数α25℃~300℃从3.5×10^(-6)/℃下降到3.3×10^(-6)/℃,lgη=3黏度温度从1310℃下降到1302℃,玻璃液电阻率ρ1500℃从95.4Ω·cm下降到89.8Ω·cm。由此可见:一定量ZrO_(2)引入到低介电玻璃中,玻璃的介电损耗、热膨胀系数、黏温关系、熔体电阻率等参数均得到改善,但是对介电常数略有不利影响。

玻璃五大特性的理论内涵和实践意义剖析及其教学方法

玻璃的五大特性作为玻璃最基本的内容,其根源在于玻璃的相对急冷的形成过程以及由该形成过程而导致类似于熔体的结构。作为玻璃工业实践的指导原则,对玻璃的生产和教学具有重要的意义。在教学过程中,可通过对其丰富的理论内涵和实践意义进行剖析,使学生在玻璃课程开始阶段就对玻璃的理论形成良好的轮廓,可为在其以后的课程学习中形成开放的知识和技术体系打下一个良好的基础。

玻璃纤维用玻璃光学性能测试技术综述

综述玻璃纤维用玻璃的折射率及色散性能、透光性能及玻璃颜色等可见光光学性能测试分析技术。在此基础上,以玻璃纤维行业典型无碱玻璃配方为例,应用上述测试技术,进行性能对比分析。由试验结果可知:主体成分相同或者类似的无碱玻璃中,TiO_(2)、FeO、Fe_(2)O_(3)等着色成分的微小差异,对玻璃的透光率、吸光率以及玻璃颜色等光学性能参数影响都较大。

高温成像法测定玻璃熔体密度

论述了测定玻璃熔体密度的二种高温成像方法(座滴法高温成像与毛细管法高温成像)和二种计算方法(液滴球层迭代法与液滴球形轮廓曲线积分法)。在此基础上,利用座滴法高温成像与液滴球层迭代法计算了玻璃纤维用典型电子纱配方E玻璃的熔体高温密度,并论述玻璃熔体高温密度在玻璃窑炉技术与玻璃高温特性测试技术上的应用。

气流法测定玻璃纤维密度的理论及应用

气流法测定玻璃纤维密度的重复性偏差可达±0.0005 g/cm^(3),远小于浮力法、液体比重瓶法等常用密度测定方法,且测试时基本上不受人为因素的影响。理论推导气流法测定玻璃纤维密度,并介绍其在测定玻璃密度、粉体密度和液体密度等方面的拓展应用。

无碱玻璃熔体电阻率的测算拟合

通过建立玻璃熔体电阻率测试方法,并运用线性计算与成分影响因数,拟合出无碱玻璃熔体电阻率ρ与温度T、各成分组成质量分数ωi关系的两大快速计算公式:玻璃纤维典型E配方玻璃高温电阻率ρ=10(7202.3573)/T-3.3551,其中lgρ和1/T的线性拟合度R^(2)=0.9971;CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)无碱玻璃在1500℃时的熔体电阻率ρ1500℃=-295.3939ωCaO+72.4061ωB_(2)O_(3)+158.0061ωSiO_(2)+57.8061ωAl_(2)O_(3),偏差在±3.50%以内。

粘土结构和粘土-水系统辩证解析及其教学实施

对粘土结构和粘土-水系统性能进行了辩证解析。基于电荷平衡的性质,结合库仑定律,从科学角度和辩证角度对粘土荷电性质进行了分析。在此基础上对粘土结构和粘土-水系统相关性质,即粘性、可塑性、悬浮性的辩证内涵进行了分析。对课程教学中引导学生进行辩证思维以帮助学生提高学习效率的教学方法进行了探索。

硅酸盐玻璃无规则网络理论的辩证法思考及教学方法浅析

无规则网络理论是硅酸盐玻璃最重要的基础理论之一。玻璃科学课程以形象的网络的概念对石英玻璃及其他硅酸盐玻璃的结构进行描述,并在此基础上对玻璃的性能进行分析。本文利用辩证法的三大规律——对立统一规律、量变质变规律和否定之否定规律对石英玻璃的无规则网络结构理论的辩证法内涵进行了探讨,并在此基础上,进行了硅酸盐玻璃结构的辩证法分析。在上述辩证法剖析的基础上,对玻璃无规则网络理论的教学方法提出了新的思考。

硅酸盐结构及其性能的辩证分析及其教学实施

从矛盾关系的角度对硅酸盐结构的辩证内涵进行了分析,并简介了在此基础上的教学实践。元素周期律的对立统一关系决定了二氧化硅结构的特殊性以及硅酸盐相对于其他含氧酸盐所展示的结构复杂性和丰富性。硅酸盐结构中网络阴离子和网络间阳离子的作用体现了破与立的矛盾关系。在含三氧化二铝的硅酸盐结构中,碱金属的存在对氧化铝在硅酸盐结构中对网络的破坏和修补的作用产生影响。在教学中培养学生对专业问题的辩证思考,对提高其创新思维的能力具有意义。

组成及龄期对复合粉煤灰/水泥浆Cl^-结合性能的影响

研究了组成和龄期对粉煤灰/水泥浆体系硬化水泥浆Cl^-结合能力的影响。首先研究了组成和龄期对粉煤灰和水泥二组分体系硬化水泥浆Cl^-结合性能的影响,并且确定了Cl^-结合量最大的组成比。在该硬化水泥浆Cl^-结合量的组成比例下继续以钠钙硅玻璃粉和Ca(OH)_2混合组成取代水泥,并采用正交试验设计,探讨了玻璃粉掺量、细度和Ca(OH)_2掺量对Cl^-结合性能的影响。结果表明,14d和28d龄期时,粉煤灰对水泥取代量为50wt%的硬化水泥浆Cl^-结合能力达到极大值。正交试验结果表明,在10wt%、20wt%、30wt%的三个水平中,玻璃粉的掺量对硬化水泥浆的Cl^-结合量的影响最大,有使硬化水泥浆Cl^-结合能力降低的作用,而Ca(OH)_2具有使Cl^-结合能力增大的作用。但掺加了玻璃粉和Ca(OH)_2的粉煤灰-水泥浆体系硬化水泥浆Cl^-结合量随龄期的延长而下降。从正交试验的结果来看,少量玻璃粉的掺入并配合使用Ca(OH)_2,有望对掺粉煤灰硬化水泥浆的氯离子结合起到促进作用。

玻璃纤维密度测试技术应用评估

基于玻璃纤维密度测试技术,分析最常用的3种测试方法:密度天平法、液体比重法、气流法,并应用这3种方法测定玻璃纤维行业典型粗纱和细纱的纤维密度,同时评估方法的测试偏差。结果表明:密度天平法测定的重复性偏差为±0.0100 g/cm^(3),液体比重法测定的重复性偏差为±0.0200 g/cm^(3),气流法测定的重复性偏差为±0.0005 g/cm^(3),气流法测定的重复性偏差最低。分析原因:气流法测试玻璃纤维密度时,没有玻璃纤维的多次取放过程,去除了玻璃纤维毛羽、粘连等问题对纤维密度测试的影响,同时气流法测定时气体介质与玻璃纤维的接触更加充分,去除了纤维气泡的影响。

液滴成像法测定玻璃液密度

对玻璃液密度测试技术进行分析,并提供一种新的玻璃液密度测定方法:基于高温玻璃液滴球形轮廓曲线积分测定玻璃液的密度。方法中,在高温下通过玻璃液滴的轮廓曲线参数,积分计算玻璃液滴的体积,并在常温下测定该玻璃的质量,用密度公式计算高温下玻璃液的密度。研究结果表明:本方法重复性精度偏差在-0.005~0.005 g/cm3以内,在升温、降温或者加热保温状态下均可测定玻璃液密度,同时也可连续温度测定。

玻璃纤维透光性能测试方法研究

玻璃在纤维形态下的透光参数难以测定,需要用同种配方玻璃的透光参数来表征玻璃纤维的透光性能。测试同种配方玻璃的可见光单点透光率T_(550 nm)、红外光单点透光率T_(940 nm)、紫外光单点透光率T_(365 nm)和可见光全波段透光率T_(380-780 nm),用以评价玻璃纤维的透光性能。并在此基础上,以ΔT(ΔT=T_(550 nm)-T_(380-780 nm))来表征可见光透光稳定性。

基于CIE Lab颜色空间的分光光度法量化玻璃的颜色及色差

借助CIE Lab颜色空间,用分光光度法建立玻璃颜色及色差定量测定方法,将人眼感受到的颜色差成比例地转化为具体数值,量化玻璃的颜色及色差。

V棱镜法测定玻璃折射率的理论推导及应用

对V棱镜法测定玻璃折射率原理进行了详细的理论推导,并用实例验证了V棱镜法测定玻璃折射率的精确度可达±0.00005。同时,根据大量的玻璃成分及玻璃折射率测试数据,拟合出CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)无碱玻璃折射率快速计算公式:n′=1.68557ω_(CaO)+1.38531ω_(B_(2)O_(3))+1.53671ω_(SiO_(2))+1.61223ω_(Al_(2)O_(3)),精确度为±0.005,分析了玻璃成分对折射率的影响。