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第五章 光学玻璃熔炼 本章通过不同的熔炼生产工艺，讲述光学玻璃熔炼的生产方法。 5.1 玻璃电熔基础知识 5.1.1 玻璃的导电性 玻璃的直接电熔就是利用高温下玻璃液中的低价阳离子导电的性质，使玻 璃液本身发热， 其发热量满足 Q=I 2 ×R ，玻璃自身发热使玻璃液表面的炉料加速 熔化、澄清、均化。 在常温下一般玻璃是电绝缘材料，但是，随着温度的升高，玻璃的导电性 迅速提高，特别是在转变温度 Tg 点以上，导电率飞跃地增加，到熔融状态，玻 璃变成良导体。例如：一般玻璃的电阻率，在常温下是 1011-10 12 欧姆·米，而 在熔融状态下降至 10-2-3 ×10-3 欧姆·米。 玻璃的电导率是表示通过电流的能力。玻璃的电导率分为体积电导率和表面电 导率两种，一般系指体积电导率而言。电导率与材料的截面积成正比，与其长 度成反比。 S K=X L 式中 K——电导率 -1 -1 X——比电导率；西·米 (S*M ) 1S=1/1 Ω L——材料长度；米 S ——材料截面积；米 2 电导率为电阻率 R 的倒数，比电导率 X 是比电阻率ρ的倒数。 5.1.2 影响玻璃体积电导率的因素： 玻璃的电导率与玻璃的化学组成，玻璃的温度，热历史有关。 玻璃的电阻率与配方组成和温度， 配方中的碱金属离子浓度密接相关。 Urnes 研究了二元碱金属玻璃在高温下的电导率， 发现 Na-Si 玻璃电导率最大， K-Si 玻璃的电导率最小。对同一牌号的玻璃，碱金属氧化物的摩尔含量分别是 2 3 2 2 25 ％、30 ％、35 ％进行测量，当用 Li O 部分地代替 Na O 、K O 时，其电导 率明显下降。其原因是两种离子半径不同的碱离子共存引起混合碱效应，在电 流传输中，碱离子通过硅酸盐的骨架空隙中运动，小离子半径容易通过，而大 离子被捕获或阻挡。导致电导率降低。电导率随温度升高而增加，另外电导率 与玻璃骨架的成键能力和电场强度也密切相关 （一） 化学组成 2 2 Na O-CaO-SiO 玻璃各组份互相置换时电导率的变化如下图 -2.0 -2.0 Na 2O-CaO-SiO 2 800 ℃ 玻璃 Na2O ＝ 19.5 ％ LogK LogK 800 ℃ -1.0 900 ℃ -1.0 900 ℃ Na2 O-CaO-SiO 2 1000 ℃ 玻 璃 CaO ＝ 10 ％ 1000 ℃ 12 14 16 18 4 6 8 10 Na 2O%