玻璃工艺学 玻璃工艺学思考题答案汇总24_玻璃的成分
玻璃工艺学思考题汇总1.简述玻璃制造技术的发展历程：玻璃的制造已有5000年以上的历史，一般认为最早的制造者是古代的埃及人，他们以泥罐熔融，以捏塑或压制的方法制造装饰物和简单的器皿。纪元前一世纪，诺骂人发明用铁管吹制玻璃，用铁管将熔制好的玻璃液吹成中空气泡，然后制成各种形状的制品。十一世纪到十五世纪威尼斯人已经能够制造窗玻璃，玻璃瓶，玻璃镜和其他玻璃饰品，艺术价值较高。 十七世纪玻璃制造技术传遍欧洲，玻璃工厂开始出现，并以煤炭取代了木材作为燃料，玻璃工业得到发展。1790年，瑞士人发明了搅拌法制造光学玻璃，高均匀度的玻璃的熔制有了新的途径。十八世纪后期，由于制碱法和蒸汽机的发明，以及机械工业和化学工业的进步，玻璃制造技术得到进一步的提高。十九世纪中叶由于科学技术和材料的革新，出现了玻璃的连续生产以及玻璃的机械成型和加工。 进入20世纪，玻璃制造技术得到突波，先后出现了有无槽垂直引上法，平拉法，对辊法等传统的平板玻璃制造技术。1957年，英国皮尔金顿公司发明了浮法玻璃制造技术，它的拉制速度是传统工艺的十倍，但是其成本却与传统工艺相差无几。此后浮法玻璃制造技术成为当前普通玻璃制造的主流技术。2.广义或狭义的玻璃定义是什么？玻璃的通性有哪些？答：玻璃：一种较为透明的液体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风却透光。 玻璃的通性有四点：1.各向同性.2.无固定熔点3.介稳性4.性质变化的连续性和可逆性3.玻璃态物质特性或通性？答：（1）玻璃态物质的通性：玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体，其原子不像晶体在空间作长程有序的排列，而近似于液体具有短程有序，玻璃象固体一样保持一定的外形，而不像液体那样在自重作用下流动。（2）玻璃态物质具有以下四个特性：①.各向同性玻璃态物质的质点总的来说都是无规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何方向都是相同的。这一点与液体类似，液体内部质点排列也是无序的，不会在某一方向上发现与其它方向不同的性质。从这个角度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。②.无固定熔点玻璃态物质由熔体转变成固体是在一定温度区域（软化温度范围）内进行的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历几百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。③.介稳性玻璃态物质一般是由熔融体过冷而得到。在冷却过程中粘度过急剧增大，质点来不及作有规则排列而形成晶体，因而系统内能尚未处于最低值而比相应的结晶态物质含有较高的能量。还有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。④.性质变化的连续性和可逆性玻璃态物质从熔融状态到固体状态的性质变化是连续的和可逆的，其中有一段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。4.为什么说玻璃是介稳态，什么叫介稳态？（袁寅）玻璃态物质一般是由熔融体过冷而得到。在冷却过程中粘度过急剧增大，质点来不及作有规则排列而形成晶体，因而系统内能尚未处于最低值而比相应的结晶态物质含有较高的能量。还有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。因此说玻璃是介稳态。所谓介稳态，既在一定情况下处于稳定状态，而在一定物理化学条件下，会发生化学反应的状态。4.为什么说玻璃态是介稳态，什么是介稳态？(魏琼)解：玻璃态物质一般是由熔融体过冷而得到的。在冷却过程中粘度过急剧增大，质点来不及作有规则排列而形成晶体，因而系统内能尚未处于最低值而比相应的结晶态物质含有较高的能量。还有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向，所以玻璃是介稳态。在一定的热力学条件下，如果系统处在一个吉布斯自由能极小值状态，而不是处在一个最小值状态，它就有可能转变到这个最小值状态；但也可能会以原状态长期存在， 因为在局部的自由能极小值与最小值之间，存在着一个势垒，这样的状态称为介稳态。5.玻璃结构的晶子学说？晶子和微晶的区别？答：（1）玻璃的晶子学说揭示了玻璃中存在有规则排列区域，即有一定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶子学说机械地把这些有序区域当作微小晶体，并未指出相互之间的联系，因而对玻璃结构的理解是初级和不完善的。总的来说，晶子学说强调了玻璃结构的近程有序性、不均匀性和不连续性。（2）晶子和微晶的区别微晶具有正规的原子排列并与无定形物质间有明显的界限，微晶的取向无序。“晶子”不同于微晶，是带有点阵变形的有序排列分散在无定形介质中，且从“晶子”到无定形区的过渡是逐步完成的，两者之间并无明显界限。6.玻璃结构的无规则网络学说？(向智)答：玻璃的无规则网络学说是1932年由查哈里阿森提出的，该学说借助于离子结晶化学的一些原则，并参照玻璃的某些性能（如硬度、热传导、电绝缘性等）与相应的晶体的相似性而提出的。像石英一样，熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体，玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成的，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故不同于晶态石英结构。当熔融的石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时，硅氧网络断裂，碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中，以维持网络中局部的电中性。对硼酸盐与磷酸盐玻璃也作了类似的描述。6.玻璃结构的无规则学说是什么？（朱永昌）玻璃结构的无规则网络学说是 1932 年由查哈里阿森 (Zachariasen) 提出的，该学说借助于离子结晶化学的一些原则，描述了离子 - 共价键的化合物，如熔石英、硅酸盐和硼酸盐玻璃。由于共价键的因素，玻璃的近程有序与晶体相似，即形成氧离子多面体 ( 三角体和四面体 ) ，多面体间顶角相连形成三度空间连续的网络，但其排列是拓扑无序的。瓦伦 (Warren) 等人的 X 射线衍射结果先后皆支持这一学说，随后，笛采尔 (Dietzel) 、孙观汉和阿本等人又从结构化学的观点，根据各种氧化物形成玻璃结构网络所起作用的不同，进一步区分为玻璃网络形成体、网络外体 ( 或称网络修饰体 ) 和中间体氧化物。玻璃形成体氧化物应满足：1 ．每个氧离子应与不超过两个阳离子相联；2 ．在中心阳离子周围的氧离子配位数必须是小的，即为 4 或更小；3 ．氧多面体相互共角而不共棱或共面；4 ．每个多面体至少有三个顶角是共用的。碱金属离子被认为是均匀而无序地分布在某些四面体之间的空隙中，以保持网络中局部地区的电中性，因为它们的主要作用是提供额外的氧离子，从而改变网络结构，故它们称为“网络修饰体”。比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子，可以部分地参加网络结构，故称为“中间体”，如 BeO 、 Al 2 0 3 和 ZrO 2 等。无规则网络学说着重说明了玻璃结构的连续性、统计均匀性与无序性，可以解释玻璃的各向同性、内部性质的均匀性和随成分改变时玻璃性质变化的连续性等，因而在长时间内该理论占主导地位。7.无规则网络学说中各种氧化物在玻璃中的作用是什么？根据元素与氧结合的单键能（即化合物的分解能与配位数之商）的大小和能否生成玻璃及各种氧化物形成玻璃结构网络所起的作用的不同，将氧化物分为玻璃网络形成体、网络外体（或称网络修饰体）和中间体氧化物。（1）网络生成体氧化物：能单独生成玻璃，如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O5等，在玻璃中形成特有的网络体系；（2）网络外体氧化物：不单独形成玻璃，不参加网络，一般处于网络之外。起断网作用，但对玻璃的析晶有一定的作用；（3）中间体氧化物：一般不单独生成玻璃，其作用介于网络生成体和网络外体之间。当配位数大于等于6时，阳离子处于网络外，与网络外体的作用相似，当配位数为4时，能参加网络，起网络生成体的作用（又称补网作用）。8.玻璃结构的两大主要学说的论点,论据以及学说的重点是什么?玻璃结构的特点是什么?答: 玻璃结构的两大主要学说为晶子学说和无规则网络学说.晶子学说论点是玻璃是由无数晶子所组成,这些晶子不同于微晶,是带有点阵变形的有序排列区域,分散在无定形介质中,且从晶子到无定型区的过的过度是逐步完成的,两者间并无明显界限. 晶子学说为X-射线结构分析数据所证实,玻璃的X-射线衍射图,一般发生宽的衍射峰,与相应晶体的强烈尖锐的衍射峰有明显的不同,但二者所处的位置是基本相同的.把晶体磨成细粉,颗粒度小于0.1微米时,其X-射线衍射图也发生一种宽广的衍射峰,与玻璃类似,且颗粒度越小,射峰的峰值宽度越大.学说重点强调了玻璃结构的近程有序性,不均匀性和不连续性.无规则网络学说论点是像石英晶体一样,熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体,玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成的,但其排序是无序的,缺乏对称性和周期性的重复,故不同于晶态石英结构.论据:瓦伦等人的X-射线衍射结果先后皆支持了这一学说. 无规则网络学说着重说明了玻璃结构的连续性,统计均匀性与无序性,可以解释玻璃的各向同性,内部性质的均匀性和随成分改变时玻璃性质变化的连续性等.玻璃结构的特点是短程有序和长程无序,从宏观上看玻璃主要表现为无序,均匀和连续性,而从微观上看它又是有序,不均匀和不连续性.9．石英玻璃，氧化硼玻璃，磷氧玻璃的结构单元是什么？答：石英玻璃： 硅氧四面体 [SiO4]氧化硼玻璃：硼氧三角体 [BO3]磷氧玻璃： 磷氧四面体 [PO4]11．什么是塔曼断言？答：任何物质都可以玻璃化。12．玻璃形成与析晶的热力学与和动力学特点是什么？答：热力学特点：(1).玻璃态物质较相应结晶态物质具有较大内能.玻璃化和分相过程均没有释放出全部多余的能量，因此与结晶化相比这两个状态都处于能量的介稳状态。玻璃态物质总有降低内能向晶体转变的趋势，在一定条件下通过析晶或分相放出能量使其处于低能量稳定状态。(2).晶体与玻璃的内能差别越大，越易结晶，越难形成玻璃如果玻璃与晶体内能差别大，则在不稳定过冷下，晶化倾向大，形成玻璃的倾向小。玻璃体和晶体两种状态的内能差别不大，故析晶的推动力较小，因此玻璃这种能量的亚稳态在实际上能够长时间稳定存在。 动力学特点：(1)玻璃的形成与析晶都是非平衡过程，是动力学过程。析晶过程必须克服一定的势垒，如果势垒较大，尤其当熔体冷却速率很快时，粘度增加甚大，质点来不及进行有规则排列，晶核形成晶体长大均难以实现，从而有利于玻璃的形成。形成玻璃的关键是熔体的冷却速率。晶核生长速率与晶体生长速率的极大值所处的温度相差越小，熔体越易析晶而不易形成玻璃，反之熔体越不易析晶而形成玻璃。因此，熔体是析晶还是形成玻璃与过冷度、粘度、成核速率、晶体生长速率均有关。(2).热力学方面玻璃是介稳的，动力学方面，玻璃是稳定的。13.粘度的定义？（谭俊）答：粘度就是液体内部阻碍其相对运动的一种特性。流体的玻璃液中的某一部分如果与相邻的部分之间的流动速度不一样，那么在相邻的界面上就会存在一种阻力，妨碍它们彼此之间作相对运动。13.粘度的定义（朱永昌）粘度是流体的一种特性，流动的玻璃液中的某一部分如果与相邻的部分之间的流动速度不一样，那么在相邻的界面上就会出现一种阻力，妨碍他们彼此之间的相对运动，这种阻力叫粘滞力或内摩擦力。它是指面积为 S 的二平行液层，一定速度梯度 移动时需克服的内摩擦力 f 。 f = η S (2 — 2 — 1)式中： η —粘度或粘度系数，其单位为帕·秒 (Pa · s)14.影响玻璃粘度的主要因素有哪些？答：主要因素有化学组成和温度，在转变区域内和时间有关。(1) 与成分的关系a. SiO2、AI2O3、ZrO2提高玻璃粘度b. 碱金属氧化物R2O降低玻璃粘度c. 碱土金属氧化物对玻璃粘度的影响复杂：1.一方面类似碱金属氧化物使大型的四面体解聚，引起粘度减小，在高温时明显。2.另一方面阳离子的电价较高，离子半径不大，键力不如碱金属离子大，有可能夺取四面体群的氧离子于自己的周围，使粘度增大，低温时明显。d. PbO2、CdO、Bi2O3、SnO降低玻璃粘度（2）与温度的关系玻璃的粘度随着温度的降低而增大，从玻璃液到固态玻璃的转变，粘度是连续变化的。15.碱金属对玻璃粘度有什么影响？答：碱金属氧化物降低玻璃粘度；碱土金属对玻璃粘度的作用较为复杂，一方面类似与碱金属能使大型的四面体群解聚，引起粘度减少，另一方面这些阳离子电价较高，离子半径又不答，故键力较碱金属离子大，有可能夺取四面体群的阳离子与自己周围，使粘度增大。16.玻璃的料性?短性玻璃?长性玻璃?对成型和退火过程有何影响?答:生产上常把玻璃的粘度随温度变化的快慢称为玻璃的料性,粘度随温度变化快的玻璃称为短性玻璃,反之称为长性玻璃.这一性质对成型作业有直接的关系,例如用压延法生产压花玻璃时最好选择料性较短的玻璃,这样玻璃被轧花辊压出花纹之后,随温度降低,粘度能迅速地增长,形状可以快速固定下来,从而保证压出的花纹清晰.退火是通过粘滞流动和弹性来消除玻璃中的应力,故这一性质对退火的效率也有很大影响17.玻璃的表面水化反应？答：硅酸盐玻璃在水中的溶解比较复杂。水对玻璃的侵蚀开始于水中的H+和玻璃中的Na+进行交换，而后进行水化中和反应，其反应过程为：-Si-O-Na+ + H+OH- -------- -Si-OH + NaOH （1）这一交换又引起下列反应：-Si-OH +3/2H2O --------- Si（OH）4 （2）Si（OH）4 + NaOH -------- 【Si（OH）3O】-Na+ + H2O (3)反应式(3)的产物硅酸钠其电离度要低于NaOH的电离度。因此，这一反应使溶液中的Na+浓度降低，这就对反应（2）有所促进。这3个反应互为因果，循环进行，而总的速度取决于离子交换反应（1），因为它控制着-Si-OH和NaOH的生成速度 。另一方面，H2O分子也能与硅酸盐骨架直接起反应：-Si-O-Si- + H2O ===== 2（-Si-OH）随着这一水化反应的继续进行，Si原子周围原有的四个桥氧全部成为OH， 这是H2O分子对硅氧骨架的直接破坏。18.硅酸盐玻璃的表面与纯二氧化硅的表面结构和成分有何异同？答：硅酸盐玻璃的表面大致与纯二氧化硅的表面相似，但由于含有其他成分，因而出现如下一些情况：1. 如果含有其他网络生成体，他们也将为OH提供结合点，因此，有可能出现AIOH团，BOH和POH团等。2. 表面上的一价阳离子R+与大气中的水分起作用，结果也生成SiOH团，这样一来所得的SiOH是在R+离子的原座上，由于H+尺寸小于R+，上列交换使玻璃表面产生张应力，从而加强了表面反映能力。导致进一步水化，有时候，这一表面张应力会使表面破裂。3. 如果反映的另一产物ROH被冲刷而去，例如碎玻璃受雨水或人工冲洗，则表面层比起内部主体来，短少了R+L离子，玻璃中原有的R2O含量越高，除去的R+离子越多，表面越缺少R+离子。4. 在热加工过程中，表面的R2O类和B2O3等发挥失去，在洗涤过程中R类盐也从表面除去，这是玻璃表面缺陷的一个原因。5. 表面的SiOH团能吸附各种气体如H2、O2、N2、SO2、NH3、和CO2等，这种吸附很牢固。 综上所述，玻璃的表面反应，导致了SiOH团的生成和R2O的损失。19.玻璃表面上比较容易滋生一些霉菌，原因是什么？（彭园）答：玻璃虽对不少的物质表现出惰性，但在生物领域中往往有很大的活性，玻璃表面的自由能吸附生物中经常存在的原子团如胺基（-NH2），羟基（-OH），甲基（-CH3）等。玻璃与生物的相互作用大部分是属化学性质的，自简单的相互键合一直到侵蚀反应。有些人认为，生物霉菌的周围很容易凝聚水滴。因此，认为是它的水分和空气中CO2对玻璃侵蚀的结果，如果进行酸处理后涂上SiO2薄膜，这时水和酸侵蚀困难从而防止生物菌侵蚀。19.玻璃表面上容易滋生一些霉菌原因是什么？（童竞）玻璃虽然对不少物质表现出惰性，但在生物领域中往往有很大的活性。玻璃表面自由键能吸附生物中经常存在的原子团如胺基（－NH2），羟基（－OH）,甲基（－CH3）等。对血液具有凝结作用。玻璃与生物的相互作用大部分是属于化学性质的，自简单的相互键合一直到侵蚀反应。在有些玻璃的表面上特别容易产生生物发霉。例如，高铅玻璃表面上容易滋生一种霉菌。关于生物霉菌对玻璃的侵蚀原因，有人认为在生物霉菌周围容易产生凝聚水滴，因此认为是它的水分合空气中的二氧化碳对玻璃侵蚀的结果。20.引入R2O和RO氧化物时，对玻璃密度各有什么影响？答：在硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐玻璃中引入R2O和RO氧化物时，随着离子半径的增大，玻璃的密度增大。半径小的阳离子如Li+、Mg2+等可填充于网络空隙中，因此虽然使硅氧四面体的连接断裂，但并不引起网络结构的扩大。阳离婚子如K+、Ba2+、La2+等，其离子半径比网络空隙大，因而使结构网络扩张。因此玻璃中加入前者使结构紧密度增加，加入后者则使结构紧密度下降。21.如何改善玻璃的脆性？玻璃的脆性是指当负荷超过玻璃的极限强度时，立即破裂的特性。玻璃属于脆性此案料，虽然具有微塑性，但它的屈服延伸阶段很小，特别是在受到突然施加的负荷时，玻璃内部的质点来不及作出适应性的变形流动，就相互分裂。松弛速度低和强度低是引起玻璃脆性高的两个重要原因，玻璃的脆性与玻璃的厚度，形状，热历史，组成，内在均匀性有关。改善玻璃的脆性可以从两个方面入手，在制成成品之前，尽量选择引入小半径阳离子的原料，熔制时保证窑炉内部环境的稳定，务求熔制充分均匀，减小成型和退火时导致的不良应力；制成玻璃制品后，可以通过表面损伤处理，钢化以及喷砂的方法提高玻璃的强度，从而降低玻璃的脆性。22.何谓玻璃的化学稳定性？(李星)玻璃抵抗气体、水、酸、碱、盐或各种化学试剂侵蚀的能力称为玻璃的化学稳定性。可分为耐水性、耐酸性、耐碱性等。玻璃的化学稳定性不仅对于玻璃的使用和存放，而且对玻璃的加工，如磨光，镀银，酸蚀等都有重要意义。22.何谓玻璃的化学稳定性？(徐旭)答：玻璃的化学稳定性是指玻璃抵抗气体、水、酸、碱、盐和各种化学试剂侵蚀的能力，可分为耐水性、耐酸性、耐碱性等。23.试述水对硅酸盐玻璃的侵蚀机理。(徐旭)答：硅酸盐玻璃在水中的溶解比较复杂。水对玻璃的侵蚀开始于水中的H+和玻璃中的Na+进行交换，而后进行水化、中和反应，其反应过程为：| 交换 |—Si—O—Na+ +H+OH- ———— —Si—OH +NaOH （1）| |这一交换有引起下列反应： OH| （水化） |—Si—OH +3/2H2O ————HO—Si—OH （2）| |OHSi（OH）4 + NaOH ————[Si（OH）3O]-Na+ +H2O （3）反应式（3）的产物硅酸钠其电离度要低于NaOH的电离度。因此，这一反应使溶液中Na+离子浓度降低，这就对反应（2）有所促进。这三个反应互为因果，|循环进行，而总的速度取决于离子交换反应（1），因为它控制着—Si—OH和NaOH的生成速度。 另一方面，H2O分子（区别于H+离子）也能与硅酸盐骨架直接起反应：| | 水化 |—Si—O—Si— + H2O ==== 2（—Si—OH）随着这一水化反应的继续进行，Si原子周围原有的四个桥氧全部成为OH（如式（2）），这是H2O 分子对硅氧骨架的直接破坏。反应产物Si（OH）4是极性分子，它能使周围的水分子极化，而定向地吸附在自己的周围，成为Si（OH）4. H2O或简写为:SiO2.XH2O,通常成为硅酸凝胶,除一部分溶于水溶液外,大部分吸附在玻璃表面,形成一层薄膜,它具有较强的抗水和抗酸性能,因此,被称为保护膜层.一些人认为，保护层的存在使Na+离子和H+离子的扩散受到阻挡，离子交换反应速度越来越慢，以致停止。但是，许多实验证明，Na+和H2O分子在凝胶层中的扩散速度比在未被侵蚀的玻璃中要快得多，其原因是：（1）由于Na+被H+代替，使结构变得疏松；（2）由于水分子破坏了网络，造成了断裂，也有利于扩散。因此硅酸盐薄膜不会使扩散变慢。而进一步的侵蚀之所以变慢以至停顿，一方面是由于在薄膜内的一定厚度中，Na+离子含量已很缺乏，而且随着Na+含量的降低，其它组分如R2+（碱土金属或其它二价金属离子）的含量相对上升，这些二价阳离子对Na+离子的“抑++制效应”加强，因而使H—Na离子交换缓慢，在玻璃表面层中，反应式（1）几乎不能进行，从而反应式（2）、（3）相继停止，结果玻璃在水中的溶解量几乎不再增加，水对玻璃的侵蚀也就停止了。如果玻璃仅含Na2O和SiO2两种组分，则在水中长期继续下去，直到Na+几乎被沥滤为止。但在含有RO、R2O3、RO2的三组分和多组分系统中，情况就大为不同。这些组分的存在，对于Na+扩散有巨大的影响，它们通常能阻挡Na+的扩散，并且Na+的相对浓度（相对于R2+、R3+、R4+的含量来说）越低，则所受阻挡越大，扩散越来越慢，以至于几乎停止。23.试述水对硅酸盐玻璃的侵蚀机理。（祝吟）答：硅酸盐玻璃在水中的溶解比较复杂。水对玻璃的侵蚀开始于水中的H+和玻璃中的Na+进行交换，而后进行水化、中和反应，其反应过程为：| 交换 |—Si—O—Na+ +H+OH- ———— —Si—OH +NaOH （1）| |这一交换有引起下列反应： OH| （水化） |—Si—OH +3/2H2O ————HO—Si—OH （2）| |OHSi（OH）4 + NaOH ————[Si（OH）3O]-Na+ +H2O （3）反应式（3）的产物硅酸钠其电离度要低于NaOH的电离度。因此，这一反应使溶液中Na+离子浓度降低，这就对反应（2）有所促进。这三个反应互为因果，循环进行，而总的速度取决于离子交换反应（1），因为它控制着—Si—OH和NaOH的生成速度。另一方面，H2O分子（区别于H+离子）也能与硅酸盐骨架直接起反应：| | 水化 |—Si—O—Si— + H2O ==== 2（—Si—OH）随着这一水化反应的继续进行，Si原子周围原有的四个桥氧全部成为OH（如式（2）），这是H2O 分子对硅氧骨架的直接破坏。反应产物Si（OH）4是极性分子，它能使周围的水分子极化，而定向地吸附在自己的周围，成为Si（OH）4. H2O或简写为:SiO2.XH2O,通常成为硅酸凝胶,除一部分溶于水溶液外,大部分吸附在玻璃表面,形成一层薄膜,它具有较强的抗水和抗酸性能,因此,被称为保护膜层.一些人认为，保护层的存在使Na+离子和H+离子的扩散受到阻挡，离子交换反应速度越来越慢，以致停止。但是，许多实验证明，Na+和H2O分子在凝胶层中的扩散速度比在未被侵蚀的玻璃中要快得多，其原因是：（1）由于Na+被H+代替，使结构变得疏松；（2）由于水分子破坏了网络，造成了断裂，也有利于扩散。因此硅酸盐薄膜不会使扩散变慢。而进一步的侵蚀之所以变慢以至停顿，一方面是由于在薄膜内的一定厚度中，Na+离子含量已很缺乏，而且随着Na+含量的降低，其它组分如R2+（碱土金属或其它二价金属离子）的含量相对上升，这些二价阳离子对Na+离子的“抑++制效应”加强，因而使H—Na离子交换缓慢，在玻璃表面层中，反应式（1）几乎不能进行，从而反应式（2）、（3）相继停止，结果玻璃在水中的溶解量几乎不再增加，水对玻璃的侵蚀也就停止了。玻璃工艺学思考题答案汇总24_玻璃的成分如果玻璃仅含Na2O和SiO2两种组分，则在水中长期继续下去，直到Na+几乎被沥滤为止。但在含有RO、R2O3、RO2的三组分和多组分系统中，情况就大为不同。这些组分的存在，对于Na+扩散有巨大的影响，它们通常能阻挡Na+的扩散，并且Na+的相对浓度（相对于R2+、R3+、R4+的含量来说）越低，则所受阻挡越大，扩散越来越慢，以至于几乎停止。24.玻璃的着色分为几类？其着色机理是什么？颜色玻璃大致可分为离子着色，金属胶体作色，硫硒化物着色三大类。物质呈色的总原因在于光吸收和光散射，当白光投射在不透明物体表面上时，一部分波长的光被物体吸收，另一部分波长的光则从物体表面反射回来，因而呈现颜色；当白光投射到透明物体上时，如全部通过，则呈现无色，如果物体吸收某些波长的光，而透过另一部分波长的光，则呈现与透过部分相应的颜色。根据原子结构的观点，物质之所以能吸收光，是由于原子中电子(主要是价电子)受到光能的激发，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，亦即从基态跃迁至激发态所致。因此，只要基态和激发态之间的能量差处于可见光的能量范围时，相应波长的光就被吸收，从而呈现颜色。25.玻璃的主要原料有哪些类型？辅助原料有哪些类型？答:主要颜料是指往玻璃中引入各种组成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸、铅化合物、钡化合物等。俺所引入的氧化物性质，又分为酸性氧化物原料，碱性氧化物原料，碱土金属和二价金属氧化物原料，多价氧化物原料。按所引入的氧化物在玻璃结构中的作用，又分为玻璃形成氧化物原料中间体氧化物原料，网络外体氧化物原料。辅助原料，是使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料。根据作用的不同，分为澄清剂（常用的澄清剂有白砒、硫酸钠、硝酸钠、铵盐、二氧化锰等）、着色剂（如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色，氧化锰能呈现紫色，氧化钴能呈现蓝色，氧化镍能呈现棕色，氧化铜和氧化铬能呈现绿色等。）、脱色剂（常用纯碱、碳酸钠、氧化钴、氧化镍等作脱色剂，它们在玻璃中呈现与原来颜色的补色，使玻璃变成无色。碳酸钠能与氧化铁氧化成二氧化二铁，使玻璃由绿色变黄色。）、乳浊剂（常用乳浊剂有冰晶石、氟硅酸钠、磷化锡等。它们能形成0.1——1.0μm的颗粒，悬浮于玻璃中，使玻璃乳浊化。）、氧化剂、助熔剂等。26.引入SiO2的原料主要有哪些品种？答：引入SiO2的原料主要有石英砂和砂岩。27.引入Na2 O,CaO,AI2O3,B2O3的常用原料都是哪些？（袁寅）引入Na2O的原料主要是纯碱和芒硝，有时也采用一部分氢氧化钠和硝酸钠。引入Ca2O的原料主要是石灰石，方解石等。引入AI2O3的原料主要是长石，高岭土等。长石有淡红色的钾长石（K2O.AI2O3.6SiO2）,白色的钠长石（Na2O.AI2O3.6SiO2）.高岭土，也叫粘土（AI2O3.2SiO2.2H2O）引入B2O3的主要原料是硼砂。27.引入Na2O,CaO,Al2O3,B2O3常用的原料都是哪些？(魏琼)解：引入Na2O的原料主要是纯碱和芒硝，有时也采用一部分氢氧化钠和硝酸钠；引入氧化钙的原料主要是石灰石、方解石等；引入氧化铝的原料主要是长石、高岭土等；引入氧化硼的原料主要是硼酸，硼砂和含硼矿物。28.玻璃辅助原料类型？答：辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。29.玻璃配合料制备步骤？答：1.计算玻璃配合料的料方。2.依料方称出各原料重量。3.使原料在混合机中混合。4.送配合料至窑头料仓。30.玻璃组成如何估算？答：(1)列出设计玻璃的性能要求列出主要的性能要求，作为设计组成的指标。针对设计玻璃制品的不同，分别有重点的列出其热膨胀系统，软化点.热稳定性.化学稳定性.机械强度.光学性质.电学性质等等。有时还要将工艺性能的要求一并列出，如熔制温度.成形操作性能和退火稳定等等，作为考虑的因素。(2)拟定玻璃的组成按照上述设计原则，根据设计玻璃性能的要求，参考现有玻璃的组成，采用适当的玻璃系统并结合给定的生产工艺条件，拟定出设计玻璃的最初组成。然后按有关玻璃性质计算公式，对设计玻璃的主要性质进行预算，调整.直至初步合乎要求时，即作为设计玻璃的试验组成。对于新品种玻璃则参考有关相图和玻璃形成图选择组成点，拟定出玻璃的原始组成，再进一部设计出玻璃的试验组成。(3)实验.测试.确定组成按照拟定的玻璃的试验组成，制备配合料，在实验室电炉中进行熔制试验，并对熔制好的玻璃进行有关性能的测试。通过试验和测试，对组成逐次调整修改，直到设计的玻璃达到给定的性能要求和工艺要求。然后在池炉中进行生产试验。在生产试验时对熔化.澄清.成形.退火等都应取得数据。必要时，再对组成氧化物进行调整，最后即确定为新设计玻璃的组成。31.原料除铁的方法？答：除铁的方法很多，一般分为物理除铁法和化学除铁法：物理除铁法包括筛分，淘洗，水力分离，超声波浮选和磁选等。筛分，淘洗和水力分离与超声波除铁，主要除去石英沙中含铁较多的粘土杂质，含铁的重矿物以及原料的表面含铁层。浮选法是利用矿物颗粒表面湿润性的不同，在浮选剂的作用下，通入空气，使空气与浮选剂所形成的泡沫吸附在有害杂质的表面，从而将有害杂质漂浮分离除去。磁选法是利用磁性，把各种原料中含铁矿物和机械铁除去，由于含铁矿物如菱铁矿，磁铁矿，赤铁矿，氢氧化铁和机械铁等都具有大小不同的磁性，选用不同强度的磁场，就可将他们吸引除去。一般采用滚轮磁选机（装在皮带运输机的末端），悬挂式电磁铁（装在皮带上面），振动磁选机（粉料经磁铁落下）等。他们的磁场强度为4000高斯至2000高斯。化学除铁法分湿法和干法两种，主要用于除去石英原料中的铁化合物。湿法一般用盐酸和硫酸饿溶液活草酸溶液浸洗。有人认为用氢氟酸与次亚硝酸钠溶液浸洗，效果更好。干法则在700摄氏度以上的高温下，通入氯化氢气体，使原料种的铁变为三氯化铁而挥发除去。32、在玻璃的熔制过程中,配合料发生哪些物理,化学及物理化学变化?答：各种配合料在加热形成玻璃过程中，发生许多物理的、化学的和物理化学的变化。具体过程如下： 物理过程：包括配合料的加热、吸附水分的蒸发排除、某些单独组份的熔融、某些组份的多晶转变、个别组份的挥发（Na2O，K2O，B2O3，PbO，SiR4，BF3，F2等）。化学过程：包括固相反应、各种盐类的分解、水化物的分解、化学结合水的排除、组份间的相互反应及硅酸盐的生产。物理化学过程：包括低共熔物的生产、组份或生产物间的相互溶解，玻璃和炉气介质之间的相互作用、玻璃液和耐火材料的相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用等等。33.简述玻璃熔制的五个阶段硅酸盐的形成:硅酸盐生成反应在很大程度上是在固体状态下进行的,配合料各组分在加热过程中经过一系列的物理化学变化,主要的固相反应结束了,大部分气态物从配合料中逸出.玻璃形成:烧结物连续加热时即开始熔融，易熔的低共熔混合物首先开始溶化，在熔化的同时发生硅酸盐和剩余二氧化硅的互溶。玻璃液的澄清：玻璃液继续加热，其粘度降低，并从中放出气态混合物，即进行去除可见气泡的过程，熔制普通玻璃时澄清在结束。玻璃液的均化：均化是使玻璃液长时间处于高温下，其化学组成逐渐趋于均一，即由于扩散的作用，使玻璃中条纹，结石消除到允许的限度，变成均一体。玻璃液的冷却：在玻璃液的冷却过程中，不同位置的冷却强度不一样，因而相应的玻璃液的温度也不一样。34.简述玻璃的澄清原理（物、化的）答：澄清的过程就是:首先使气泡中的气体、窑内气体与玻璃液中物理溶解和化学结合的气体之间建立平衡,再使可见气泡漂浮于玻璃液表面而加以消除。在高温澄清过程中，溶解在玻璃液内的气体、气泡中的气体及炉气这三者间会相互转移与平衡，它决定于某类气体在上述三相中的分压大小，气体总是由分压高的一相转入分压低的另一相中（如图所示）。图中P（炉A）为炉气中的A气体的分压，其余类推。p炉A & p液A漂浮排除澄清过程中发生的气体交换：a.气体从过饱和的玻璃液中分离出来，进入气泡或炉气；b.气泡中气体分离出来进入炉气或溶于玻璃液；c.气体从炉气中扩散到玻璃液。澄清过程中，气泡的消除有两种方式：（1）使气泡体积增大，加速上升，漂浮于玻璃液表面后破裂消除（大于临界泡径的气泡升到液面后排除）；（2）、使小气泡中的气体组分溶解于玻璃液中，气泡被吸收而消失（小于临界泡径的气泡，在玻璃液的表面张力作用下气泡中的气体溶解于玻璃液而消失）。35.在熔制过程中炉内气体，气泡中气体，及溶解在玻璃中气体如何平衡？答：炉内气体，气泡中气体，及溶解在玻璃中气体之间的相互转移与平衡，决定于某类气体在上述三相中分压的大小，气体总是由分压高的一相转入分压低的另一相中。澄清过程中发生的气体交换：（1）气体从过饱和的玻璃液中分离出来，进入气泡或炉气；当气体A在玻璃液中分压P(液)&A在气泡中分压P（泡），气泡从周围的玻璃液中吸取气体，气泡慢慢变大而上升，进入炉内。（2）气泡中的气体分离出来进入炉气或溶于玻璃液；当P(泡)&P（液），气泡内的气体将被溶解而气泡变小，甚至消失。（3）气体从炉气中扩散到玻璃液；当气体A在窑内分压P（炉）&P（液），气体将溶解于玻璃液至分压相等。气体间的转化与平衡决定于澄清温度，炉气压力与成分，气泡中气体的种类有密切的关系。36.气泡形成的原因是什么？消除一次气泡所采取的措施有哪些？答：配合料在熔化过程中，由于各组分一系列的化学反应和易挥发祖分的挥发，释放出大量气体。从结构的观点来说，在玻璃熔体中气体使许多硅氧键断裂，形成新的内表面，即生成气泡。通过澄清作用，可以除去玻璃中的气泡，但实际上，玻璃澄清完结后，往往有一些气泡没有逸出，或是由于平衡破坏，使溶解了的气体又重新析出，残留在玻璃中，这种气泡叫做一次气泡。一次气泡产生的主要原因是澄清不良，解决办法主要是适当提高澄清温度和适当调整澄清剂的用量。根据澄清过程消除气泡的两种方式来说，提高温度可以促使大气泡逸出。要使小气泡溶解吸收，则应降低温度，以增加玻璃溶解气体的能力。此外，改变玻璃的组成或降低窑内气体压力，降低熔体的黏度和玻璃与气体界面上的表面张力也可以促使气体逸出。在操作上严格遵守正确的熔化制度是防止一次气泡的重要措施。37.产生条纹和节瘤有哪些途径？答：节瘤可能是由于结石经过高温与周围玻璃中组分长期作用而成，或可能是由于碹滴转化而成的玻璃状的团块。条纹是早期形成的不均匀玻璃液在液流作用下和在搅拌过程中被分散而尚未挥扩散均化而成的细小条带。 根据产生原因的不同，条纹和节瘤可分成：熔制不均匀的、窑碹玻璃液滴的、耐火材料被侵蚀的和结石熔化的四种。（1）熔制不均的条纹和节瘤 ：此时在玻璃中必将存在不同程度的不均一性。当熔制温度不稳定时，冷却部的玻璃液也参与液流，导致条纹和节瘤的出现。这类条纹和节瘤往往是富含二氧化硅质的，一般表现为条纹，而且在玻璃中比较分散。清除这种条纹出现的方法除仔细拌和配合料或将配合料压制成块外，必须严格遵守熔制温度制度。（2）表面张力的作用：玻璃熔体内表面张力有差异，就会引起变行性的物质传递现象，即表面张力的作用可以使条纹和节瘤消除。表面张力小、密度大的部分总是陷入表面张力大而密度小的部分中溶解，结果条纹总是包含在表面张力较大的部分内。（3） 耐火材料被侵蚀的条纹和节瘤：碹滴进入玻璃，因其化学组成与主体玻璃显然不同，也将形成条纹和节瘤。窑碹和胸墙部位的硅砖受蚀后形成的玻璃滴，属于富二氧化硅的。坩埚壁耐火材料被侵蚀后形成的玻璃滴属于富氧化铝质的。它们在玻璃熔体中扩散很慢，往往来不及溶解而形成了条纹和节瘤。沿池壁大砖和坩埚处出现的严重不均匀性玻璃体，一般形成富氧化铝质条纹。消除这种条纹的方法主要是提高耐火材料的耐侵蚀性质量，除此之外还有：仔细砌筑耐火材料，在坩埚底部先涂一层碎玻璃的熔体，是含碱粉料不直接与耐火材料接触，冷却窑壁，以遵守温度制度，避免温度过高。（4） 结石熔化的条纹和节瘤：条纹和节瘤的产生有时与结石的产生有关，因为结石在玻璃熔体中受玻璃熔体的作用，逐渐以不同的速度溶解，当结石具有较大的溶解度和在高温停留一定的时间后就可以消失，结石溶解后的玻璃熔体与主体玻璃具有不同的化学组成，就形成节瘤，或是条纹，这种条纹和节瘤的组成相应于结石的种类。防止这种节瘤和条纹的方法最主要的是防止结石的发生。38.二次气泡的成因及对策？答：产生二次气泡的主要原因有：（1）硫酸盐的分解：在澄清的玻璃液中往往残留有硫酸盐，这种硫酸盐可能来源于配合料中的芒硝以及炉气中的SO2.O2与玻璃中的Na2O反应的结果。当已冷却的玻璃由于某种原因再次被加热，或炉气中存在还原气氛，这样就使硫酸盐分解而产生二次气泡。（2）物理溶解的气体析出：在玻璃中有纯物理溶解的气体，气体的溶解温度随温度的升高而降低，因而冷却后的玻璃液若再次升温就放出二次气泡。（3）玻璃中某些组份易产生二次气泡，例如在钡玻璃中，尤其是含钡的光学玻璃中，由于部分BaO在高温下被氧化成BaO2吸热，当温度下降时，Bao2分解，放出O2，即产生小气泡.为避免二次气泡，再冷却时，需防止温度回升，否则很容易产生二次气泡。同时，应根据玻璃的化学组成的不同采取不同的冷却制度。如：铅玻璃需缓慢冷却，这有利于气泡的消除。39、影响玻璃熔制的因素有哪些?答：影响玻璃熔制的因素包括以下几方面：1.配合料的化学组成配合料的化学组成对玻璃熔制速度有决定性的影响。配合料的化学组成不同，融化温度不同。2.配合料的物理状态对熔制过程有较大影响的因素有：（1）原料的选择：当同一玻璃成分采用不同原料时，它将在不同程度上影响配合料的分层（如中碱与轻碱）、挥发量（硬硼石与硼酸）、熔化温度（铝氧粉AI2O3的熔点是2050℃，钾长石为1170℃）等。（2）原料的颗粒组成：其中影响最大的是石英的颗粒度，是由于它具有较高的熔化温度和较小的扩散速度。其次是白云石、石灰石、长石的颗粒度。3、熔窑的温度制度.熔窑的熔制温度是最重要的因素。温度越高，硅酸盐反应越强烈，石英颗粒的溶解与扩散越快，玻璃液的去泡和均化也越容易。4.采用加速剂和澄清剂.大部分加速剂是化学活性物质。它通常并不改变玻璃成分和性质，其分解产物也可组成玻璃成分，它们往往降低熔体的表面张力、粘度、增加玻璃液的透热性，所以加速剂往往也是澄清剂。澄清剂是用来加速玻璃液的澄清过程。5、采用高压和真空熔炼.在石英光学玻璃生产工艺中常采用真空和高压熔炼技术来消除玻璃液中的气泡。采用高压使可见气泡溶解于玻璃液中，采用真空法能使馆气泡迅速膨胀而排除。6、辅助电熔在用燃料加热的熔窑作业中，同时向玻璃液通入电流使之增加一部分热量，从而可以在不增加熔窑容量下增加产量，这种新的熔制方式称为辅助电熔。一般分别设在熔化部、加料口、作业部，可提高料堆下的玻璃液温度40—70℃，这就大大提高了熔窑的熔化率。7、机械搅拌与鼓泡在窑池内进行机械搅拌或鼓泡是提高玻璃液澄清速度和均化速度的有效措施。40、耐火材料结石产生的原因?答：当耐火材料受到侵蚀剥落，或在高温下玻璃液与耐火材料相互作用后有些碎屑就可能夹杂到玻璃制品中而形成耐火材料结石(固体夹杂物）。41、玻璃窑对投料的要求有哪些？答：（1）具有正确性和稳定性：原料化学成分、水分、颗粒度的稳定是玻璃成分正确、稳定的保证。（2）具有一定的水分3）具有一定气体率（配合料逸出的气体量与配合料重量之比）：为了使玻璃液易于澄清和均化，配合料中必须含有一部分能受热分解出气体的原料（4）必须均匀混合42.什么是泡界线？它的作用是什么？泡界线是玻璃熔窑中无泡沫的的玻璃液和有泡沫的玻璃液之间的一条明亮、清晰的分界线。形象地讲，就是在玻璃液面表层，该界线前投料口方向是一片未熔化澄清好的泡沫区，界线后是一片熔化好玻璃液的镜面区，泡沫区与镜面区之间的分界线就是泡沫界线。它是由于纵向上的熔化部最高温度点(即热点)与投料池较低温度间的温差,表层玻璃液向投料池方向回流而形成的。泡界线可阻止未熔好的配合料前移，由于液流的循环，将大量的热量（约占熔化热量的10%~15%）带给未熔配合料，并充填其空隙。这对传热系数小，具有一定厚度的配合料的熔融十分有利，既加热了配合料，又促其迅速熔化。因此，保证泡界线的形成和稳定是使生产正常进行的必要条件。43.玻璃有那些缺陷？答：玻璃体内由于存在着各种夹杂物，引起玻璃体均匀性的破坏，称为玻璃体的缺陷。玻璃体的缺陷按状态不同可以分为三类: 气泡（气体夹杂物）；结石（固体夹杂物）；条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）。44.什么是析晶结石？如何消除？答：玻璃体的析晶结石，是由于玻璃在一定温度范围内，本身析晶所造成的。消除的方法：1.提高玻璃液的温度2.消除或定期处理玻璃液滞集的部分。3.改善炉内的均化。4.改变玻璃的组成。5.增加组分，以降低析晶温度。6.提高成型速度，使制品尽快通过析晶区。7.在吹制和灯工中，减少再加热次数，防止玻璃反复在析晶温度范围内通过而引起析晶。8.流料槽加强保温，玻璃在流料槽中不宜停留较长的时间。45.简述浮法玻璃的成型原理。（田兴）答：浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成的 。 熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下 ，玻璃液在锡液面上铺开 、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品 。 浮法与其他成型方法比较， 其优点是 ： 适合于高效率制造优质平板玻璃 ， 如没有波筋 、 厚度均匀、上下表面平整 、互相平行 ； 生产线的规模不受成形方法的限制 ，单位产品的能耗低 ； 成品利用率高； 易于科学化管理和实现全现机械化 、自动化 ，劳动生产率高 ；连续作业周期可长达几年，有利于稳定地生产 ；可为在线生产一些新品种提供适合条件，如电浮法反射玻璃 、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等。45.简述浮法玻璃的成型原理。(童竞)浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成的 。 熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下 ，玻璃液在锡液面上铺开 、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁。最后经过横切、检验、装箱，就得到平板玻璃产品。46.玻璃退火分哪几个阶段，各起什么作用？玻璃的退火工艺可分为四个阶段：加热阶段，均热阶段，慢冷阶段和快冷阶段。加热阶段：减小玻璃的密度，同时减小其折射率。均热阶段：消除应力漫冷阶段：防止主生过大的温差快冷阶段：缩短整个退火过程，降低燃料消耗，提高生产率。47.如何决定玻璃退火温度和时间？答：玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过3分钟能消除95%的应力，玻璃的最低退火温度是指在此温度下经过3分钟只能消除5%的应力。实际上，一般采用的退火温度都比最高退火温度低20~30℃，地狱最高退火温度50~150℃的为最低退火温度。退火时间由玻璃组成及其用途决定48.湿法脱硫原理？答：物理吸收的基本原理气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应，单纯是被吸收气体溶解于液体的过程，称为物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的特点是，随着温度的升高，被吸气体的吸收量减少。物理吸收的程度，取决于气--液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时，吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小，吸收速率较低，因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。物理吸收速率较低，在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。 化学吸收法的基本原理若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应，则称为化学吸收，例如应用碱液吸收SO2。应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应，而将其从烟气中分离出来的过程，也属于化学吸收，例如炉内喷钙（CaO）烟气脱硫也是化学吸收。在化学吸收过程中，被吸收气体与液体相组分发生化学反应，有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。增加了吸收过程的推动力，即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相分压。因此，化学吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化学吸收，都受气相扩散速度（或气膜阻力）和液相扩散速度（或液膜阻力）的影响，工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。在烟气脱硫中，瞬间内要连续不断地净化大量含低浓度SO2的烟气，如单独应用物理吸收，因其净化效率很低，难以达到SO2的排放标准。因此，烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法。用化学吸收法进行烟气脱硫，技术上比较成熟，操作经验比较丰富，实用性强，已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。49.催化还原法防治NOx的原理？湿法排烟脱NOx的原理?答 ：(1)催化还原法用铂或铜等为催化剂，以H2S或NH3为还原剂，可单独将烟气中的NOx还原为N2，一般认为在NH3为还原剂时有以下几个反应：6NO2 +8NH3 → 7N2 +12H2O6NO +4NH3 → 5N2 + 6H2O4NH3 +3O2 → 2N2 + 6H2O第二个反应比前两个速度低，故还原效果好，当NH3/NOx =1，O2/NH3=10（mol比）还原效率为99%。优点还有，反应温度低，在200~300℃条件下进行，且反应放热少，温度上升仅30~40 ℃。缺点是耗费NH3。 注意：反应过程中，温度范围小，当温度大于300℃，NH3快速氧化为NOx，还容易出现亚硝酸盐，使管道堵塞。(2)湿法排烟脱氮：a.氧化吸收：当水中有KMnO4、NaCIO2、O3、CIO2以及H2O2存在时，NO容易被氧化成NO2或生成硝酸盐，KMnO4或NaCIO2的碱性水溶液对NO有较高的吸收率。KMnO4的氧化效能不受烟气中CO2的影响，且还可同时排出烟气中的SO2，吸收后的主要产物是硝酸盐、硫酸盐和MnO2（它又可再生为KMnO4）。 b.络合吸收法：烟气中的NO可与FeSO4反应生成络合物：NO+FeSO4→Fe（NO）SO4生成的络合物加热分解时放出NO被回收，同时放出H2SO4，可以防止FeSO4氧化作用。退火的机理、工艺及影响因素1)退火的机理退火的实质是由应力的减弱、消除阶段和防止新应力的产生阶段组成Ⅰ应力松弛：由于玻璃在应变点以上时具有粘弹性，它不能长时间承受各方向不平衡力的作用，玻璃内结构基团在力的作用下产生位移和变形，使温度梯度所产生的内应力得以消失。应力松弛速度愈慢，产生永久应力愈小玻璃的退火区域：在经过转变温度区域（Tf～Tg）时，玻璃由典型的液态转变成脆性状态。而在Tg点以下的相当的温度范围内玻璃分子仍然能够进行迁移，可以消除玻璃中的热应力和结构状态的不均匀性。同玻璃工艺学思考题答案汇总24_玻璃的成分时因为粘度相当大，以致几乎不发生其外形的改变。这段温度区域成为玻璃的退火区域，相应粘度在Pa.s 。即退火温度区域与玻璃粘度有关。玻璃的退火过程：将玻璃放置在某一温度下保持足够时间后再以缓慢的速度冷却，以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力。实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。第四周期过渡元素离子的光谱特性图均化的机理(即动力学因素或影响因素)①玻璃液的均化速度取决于不均匀体的扩散速度D：熔体中玻璃组分浓度差引起扩散，由于玻璃液粘度大，浓差扩散速度很小，不能促进玻璃均化。实际此扩散速度D是玻璃液粘度η和温度T 的函数②表面张力：通过不同表面张力(与组成不同有关)的玻璃液在相互接触时会发生的质点交换，使玻璃熔体均化。(作用显著)表面张力较低而密度较大的条纹容易在周围熔体上散流，反之表面张力较高而密度较小的条纹受表面张力作用而收缩熔体，不易于散流。(使分析在产品缺陷中条纹的组成、密度和表面张力情况，参见P100)影响玻璃熔制过程的因素1.配合料的化学组成影响到熔化难易程度、析晶能力大小、扩散能力等；2.原料的性质原料（包括碎玻璃）的纯度、颗粒度、杂质难熔性、挥发性组分挥发量，碎玻璃的性质与用量等。3.配合料的制备配合料的质量（正确性稳定性、水分含量、气体率、均匀度和适宜的REDOX值）；配合料的处理（造粒、烧结等与处理）。4.加速剂（助熔剂）的使用助熔剂的性质(1) 在较低的温度下，形成初熔阶段反应；(2) 在较低的温度下，形成低共熔物；(3) 降低熔体的表面张力或粘度，促进各组份间的润湿、扩散；(4) 形成界面旋流，使各组份更均匀地混合(如芒硝);5.加料方式料层薄（吸收辐射热和下层传导热）升温快而匀,反应快,另外有利于气体的排放。一般小于50mm。 碎玻璃铺底(在生料下面)的掺合方式有利于增加生料受热面积，防止石英砂未经完全反应就下沉。 薄而均匀的加料方式有利于增大吸热面，加速熔制。6.熔制制度(1) 温度制度提高熔制温度是强化玻璃熔制的有效措施，在耐火材料能承受的原则下应尽可能提高熔制温度。(2) 气氛制度根据配合料和玻璃组成和具体工艺要求，控制熔窑其分为氧化性、中性和还原性。(3)窑压制度窑内压力应保持微正压，防止因负压而吸入冷空气降低大炉温度，防止因正压过大而火焰外喷增加燃耗。(4)液面制度液面制度是熔窑平衡的最有决定性的标志，须保持稳定7.耐火材料的性能使用质量好的耐火材料，有利于减少因耐火材料侵蚀而产生的条纹、结石等缺陷，提高熔制温度。8.熔窑的类型、结构及燃料等9.先进熔制工艺的采用玻璃表面张力对成形的影响（1）玻璃的表面张力在高温时作用速度快，而在低温或高粘度时作用缓慢（2）表面张力使自由的玻璃液滴成为球形（3） 玻璃的吹制，玻璃纤维、玻璃管和平板玻璃拉制中，表面张力的作用也很大（4）爆口和烘口时，表面张力使边缘变圆（5）玻璃颗粒烧结时，表面张力和粘度同时起着重要的作用（6）表面张力的不良影响玻璃内应力的测定方法(1) 偏光仪观察法偏光仪是由起偏镜和检偏镜构成如图15-4。光源1的白光以布儒斯特角(57o)通过毛玻璃5入射到起偏镜2，由其产生的平面偏振光经灵敏色片3到达检偏镜4。检偏镜的偏振面与起偏镜的偏振面正交。灵敏色片的双折射光程差为565纳米，视场为紫色．如果玻璃中存在有应力，当玻璃被引入偏振场中时，视场颜色即发生变化，出现干涉色。根据玻璃中干涉色的分布和性质，可以粗略估计出应力大小和部位。观察转动的玻璃局部有强烈颜色变换时，可推断它存在较大和不均匀应力。颜色变换最多的地方，应力最大。灵敏色片光程差与玻璃应力产生的光程差相加或相减，可使玻璃中存在的很小应力明显观察出来。(2) 干涉色法干涉色法可以进行定量测定。将被测玻璃试样放入偏光仪的正交偏光下使玻璃与水平面成45o角，这时确定视场中所呈现的颜色，然后向左右两方向转动玻璃，根据两个方向上的最大的颜色变化，按表15-3查出其对应的光程差。如仪器中装有灵敏色片，必须考虑到灵敏色片固有的程差。一般引起视场呈紫色的灵敏色片，其程差为565纳米。转动玻璃时视场颜色变化为玻璃与灵敏色片的总光程差。当玻璃的应力为张应力时，视场总光程差为玻璃固有光程差同灵敏色片光程差之和，玻璃的光程差为视场总光程差减去565纳米。当玻璃的应力为压应力时，视场总光程差为灵敏色片光程差同玻璃固有光程差之差，玻璃的光程差为565纳米减去视场总光程差。(3) 补偿器测定法在正交偏光下用补偿器来补偿玻璃内应力所引入的相位差。仪器的检偏器由尼科尔棱镜、旋转度盘及补偿器组成。在测定时，旋转检偏器，使视场呈黑色。放置玻璃后，如有双折射，视场中可看到两黑色条纹隔开的明亮区。旋转检偏器，重新使玻璃中心变黑，记下 此时检偏器的位置，根据检偏角度差φ，按下式计算玻璃光程差：3?δ＝ (15-3) d式中 δ－玻璃的光程差，nm/cmφ－检偏镜旋转角度差，d—玻璃中光通过处的厚度，cm此法可以测出5nm的光程差。测试应力需注意的问题(1) 所有方法测出的均是相互垂直的两主应力的差值(2) 只有垂直于光路的应力才能测出(3) 测出的应力是光经过的玻璃内不同位置应力的代数和(4) 光的入射方向须与玻璃表面垂直玻璃工艺学思考题答案汇总24_玻璃的成分离子着色的理论分析玻璃工艺学思考题答案汇总24_玻璃的成分
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