隨著溫度的升高,玻璃密度下降,而比體積(即密度倒數(shù))就會相應(yīng)地增高。對于一般的工業(yè)玻璃,當(dāng)溫度從室溫升高至1300℃時,密度下降6-12%。在彈性變形范圍內(nèi)密度的下降與玻璃的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。
玻璃密度海域熱粗魯條件有關(guān),淬冷的玻璃比退火的玻璃一般有較低的密度。列如風(fēng)冷鋼化玻璃,鋼化前后的密度是不相同的。
在退火溫度范圍內(nèi),玻璃的密度與退火溫度、保溫時間、降溫速度呈現(xiàn)比較復(fù)雜的關(guān)系,具有如下規(guī)律:
1、玻璃從高溫狀態(tài)冷卻時,淬火(急冷)玻璃比退火(緩冷)玻璃的密度低,如圖4-1所示;
2、在一定退火溫度下,保溫一定時間后,玻璃的密度趨向平衡,而淬火玻璃處于較大的不平衡狀態(tài);
3、冷卻速度越快,偏離平衡密度的溫度越高,因此,偏離平衡密度也就越大,另外也會使Tg溫度越高,圖4-2中B曲線比A曲線冷卻速度快,因此,偏離平衡密度也就越大,另外也會使Tg溫度越高。
玻璃析晶是一個結(jié)構(gòu)有序化過程,因此玻璃在析晶后密度是增加的。玻璃晶化(包括微晶化)后密度的大小主要決定于析出晶相類型。列如在Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃中,在500℃前處理,由于未發(fā)生晶化,其密度值不變。在530~700℃處理5~24h,由于玻璃中析出偏硅酸鋰晶體,使密度值從2.36g/cm3增加到2.38g/cm3;進(jìn)一步提高熱處理溫度到800℃,密度又升高到2.4g/cm3.這是在殘余玻璃相中生產(chǎn)β-鋰霞石型的固熔體所致。所以根據(jù)各種熱處理?xiàng)l件下密度的變化,可以控制不同的晶相以制取具有不同物理性質(zhì)的微晶玻璃。
玻璃密度是一個比較敏感的性質(zhì),只要成分上發(fā)生微小的變化,密度就會立即反映出來,可以利用密度變化來控制生產(chǎn)。例如石英砂的含水量容易變化,常在3~10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))內(nèi)波動,其可導(dǎo)致玻璃密度產(chǎn)生0.01g/cm3變化。配料稱量不準(zhǔn),料方計算錯誤,原料成分改變或粒度不好,錯用其它熟料,料倉存在漏洞,配合料在輸送過程中分層及其它意外因素等,都將引起密度的變化。
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