5熔化和相变课程.ppt

上节回顾 1.钙质原料 种类、作用 2.黏土原料 组成：化学组成： SiO2、Al2O3、结晶水 矿物组成: 高岭石类、蒙脱石类及伊利石类 颗粒组成 工艺性质：可塑性、结合性、离子交换性、 触变性、 膨化性、 收缩、 烧结温度与烧结范围、 耐火度 作用： 3.石英原料 晶型转变：重点 作用 4.长石原料 作用 烧成通常是指将初步密集定形的粉块(生坯) 经高温烧结成产品的过程。 其实质是将粉料集合体变成致密的、具有 足够强度的烧结体，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。 煅烧是指将物料经过高温，合成某些 矿物(水泥水泥熟料矿物等)或使矿物分解 获得某些中间产物(如石灰和粘土熟料)的 过程。 熔化亦称熔炼。是指将配合料投入耐火 材料砌筑的熔窑中经高温加热，得到无固体颗 粒、符合成型要求的各种单相连续体的过程。 它是制造玻璃、铸石、熔铸耐火材料、人 工晶体等无机非金属材料的主要工艺过程。 5 熔化和相变 b.反应变化过程 四、微晶玻璃 60年代中期美国康宁公司在研究感光玻璃的基础上发现的。 1.定义：将加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的基础玻 璃在一定的温度制度下进行晶化热处理，变成具有微 晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，成为微晶玻璃。 2.成核剂：贵金属，Au、Ag、Cu、Pt 氧化物，TiO2、ZrO2、P2O5 氟化物，CaF2 3.微晶玻璃基本生产过程 a.生产工艺 配合料制备→玻璃熔融→成型→加工→微晶化热处理→再 加工 微晶玻璃的结构取决于热处理的温度制度。 b.热处理温度制度 阶梯型温度制度 等温型温度制度 成核在109~1010Pa·s粘度的温度下保持1~2h，在成核过程中，必须严格控制升温速率和成核温度。 成核完成，升温到高于成核温度150~200℃进行晶化。 4.结构与性能关系 性能取决于晶体的种类、晶粒大小、晶相多少、及残存玻璃相的种类和数量 2. 按窑内火焰流动的方向分 （1） 横焰窑 窑内火焰作横向流动、与玻璃液流动 方向垂直； （2） 马蹄焰窑 窑内火焰呈马蹄形流动； （3） 纵焰窑 窑内火焰作纵向流动、与玻璃液流动 方向相平行。 玻璃的熔制方法 通常采用的熔窑主要有两种类型：一种为坩埚窑，玻璃料盛在各个坩埚内熔制，每个坩埚窑可容纳单个或多至20个坩埚，在坩埚外面加热；另一种为池窑，玻璃料盛在窑池内熔制，直接对玻璃料加热。 按作业方式可分为：连续作业熔窑和间隙作业熔窑 按加热方式：火焰窑和电热窑 1、坩埚窑 很早熔制玻璃多用坩埚窑，后来逐渐为池窑所代替。现在玻璃的熔制，大部分是用连续熔融的池窑进行的，但对于小规模生产的玻璃制品，仍然使用间歇操作的坩埚窑。它在玻璃生产中仍占有一定地位。 2、池窑 玻璃池窑窑型很多，如平板玻璃池窑、横焰流液洞池窑、蓄热式马蹄焰流液洞池窑等，它们各有特点，根据生产制品种类不同可以选择不同窑型。 3、电熔窑 直接加热 辐射加热 感应加热 四、玻璃池窑耐火材料的蚀变 在玻璃生产过程中，耐火材料因与高温玻璃液、配合料 和玻璃液的挥发物以及燃料中某些组份及其燃烧产物相互作 用，从而受到侵蚀。这种侵蚀一方面导致窑炉寿命的缩短， 另一方面还影响到玻璃制品的质量。 影响耐火材料蚀变的因素 常见耐火材料的蚀变 五、玻璃熔体的质量缺陷 通常所说的缺陷主要是指气泡、条纹和结石三大缺陷， 他们分别是均匀玻璃中的气态、玻璃态和固态夹杂物。这 些缺陷的存在直接影响到玻璃液的质量，关系到玻璃生产 的成品率和生产成本。 气泡 结石 条纹、线道、结瘤 1. 气泡 按大小分为：大泡、小泡、针尖泡； 按形成原因分为：一次气泡、二次气泡、耐火材料气泡等。 二次气泡 澄清好的玻璃液中重新析出的气泡。造成二次气泡有 物理、化学两方面原因： 物理原因： 降温后玻璃液又一次升