Наблюдение процесса плавления стекла при высоких температурах

ЛАБОРАТОРНЫЙ СЕРВИС

Мы обеспечиваем высокотемпературное наблюдение (HTO) процессов в расплавленном стекле:

• Визуальное наблюдение процессов в расплавленном стекле совместно с компьютерным анализом изображений
• Количественная оценка явлений в коммуникации с анализом изображений
• Измерения свойств данных и газов для математических моделей поведения пузырьков в расплаве и поверки качества модели стекломассы в печи (моделирование)

Типичные тесты высокотемпературного наблюдения (HTO) сосредоточены главным образом на:

• Огнеупорные испытания – сравнение различных материалов для контакта со стеклом
• Испытания на осветление – оптимизация состава рецепта шихты или сравнение различных шихт
• Испытания на осветление – при различных давлениях атмосферы или при введении в атмосферу различных газов
• Испытания на рост/сжатие пузыря – при разных температурах и времени в процессе плавления
• … и многие другие специализированные тесты, основанные на требованиях клиентов

HTO-печь

Нуклеация пузырьков

Методы высокотемпературного наблюдения и анализа изображений были использованы для определения температуры, при которой пузырьки зарождаются на платиновой проволоке, погруженной в стеклянный расплав.

Были идентифицированы пузыри, растущие при медленном линейном повышении температуры, и измерен их диаметр.

Зависимость между диаметром пузырьков и температурой экстраполировалась до нулевого размера соответствующих пузырьков и, таким образом, определялась температура зарождения.

больше информации

Пример: Визуализация Теста Плавки Шихты

Оригинальная шихта и образцы сравнения; три модификации для улучшения плавления и варки; параметры осветлительной способности

Количественная оценка периодического теста расплавления шихты

1│Дополнительная доля – Области, занятые неоднородностями

Этот параметр оценивается программным обеспечением анализа изображения и представляет собой долю записанного изображения свободной от области расплава в зависимости от времени и выражается в процентах.
Пузыри рассматриваются как белые области или отдельные объекты; расплав темный или даже черный.

2│Количество пузырьков

Количество пузырьков, оцениваемых на записанных изображениях во второй половине теста, когда пузырьки становятся разделенными объектами, и поэтому оценка была возможной.
Графическое представление показывает зависимость количества пузырьков от времени.

3│Разработка средних размеров пузырьков в ходе теста

Способность к осветлению тестируемых партий шихт должна быть лучше с более высоким средним размером пузырьков, поскольку пузырьки поднимаются на уровень быстрее.
Графическое представление показывает развитие среднего диаметра пузырьков в зависимости от времени.

4│Скорость роста пузыря

После завершения испытаний на плавление / осветление, а также полностью сваренного стекла, специально разработанный метод используется для определения скорости роста пузырьков.
Искусственно сгенерированные пузырьки СО2 в расплаве применяется для измерения скорости роста пузырьков.
По нашему опыту, этот параметр лучше всего отражает сам процесс осветления.
Мы видели, что более высокие темпы роста пузырьков показали лучшую способность к осветлению при варке испытываеой партии шихты.

Подробную оценку можно найти в прилагаемой таблице.

Основываясь на нашем практическом опыте, процесс осветления работает достаточно эффективно, когда скорость роста пузырьков выше, чем значение 1×10-6 м/с при температуре плавления (красная пунктирная линия на графике).

Пример: наблюдение за вторичным вскипанием

Наблюдение за вторичным вскипанием на проволоке Pt (Ø1 мм) – натриево-кальциевое стекло

Пример: кварцевая ячейка

Детально кварцевая ячейка при 1550 °C

Дальнейшая информация:

Технология моллирования – Компания «ИЗОЛЮКС»

Содержание статьи:

• Понятие метода и происхождение термина
• Особенности моллирования
• Требования к заготовкам
• Применение

Стекло – универсальный материал, находящий применение в самых разных хозяйственных областях, от производства предметов интерьера до архитектуры. Такая универсальность обеспечивается физическими, химическими свойствами, податливостью, за счет которой заготовке может быть придана любая форма. Методов формования стекла множество, один из наиболее распространенных и востребованных – моллирование.

Понятие метода и происхождение термина

Корень понятие – латинское слово “mollio”, обозначающее плавление или размягчение. Процесс основан на способности стекла плавиться под действием высокой температуры, оно переходит из состояния твердого тела в состояние жидкости. В основном, процесс выполняется в специальной печи, управляемой автоматикой, повышение температуры достигается работой конвекционных установок.

Особенности моллирования

Такой метод обработки очень сложен, предполагает выполнение нескольких технологических операций:

• Нарезка большого стеклянного листа на заготовки необходимого формата;
• Обработка кромок для исключения повреждений, растрескивания в процессе нагрева;
• Мойка заготовки, удаление 100% загрязнений, протирка, замер толщины;
• Первичный нагрев каретки, зафиксированной на раме;
• Выкладка, точное позиционирование заготовки для равномерного распределения энергии, нагрева по всей плоскости, что исключает повреждения;
• Повышение температуры примерно до 700 градусов, достижение точки стеклования, при которой начинается переход в жидкую форму;
• Начало точечного нагрева, повышение температуры в определенных зонах заготовки, за счет чего достигается максимум вязкости в необходимой области, формируются изгибы и неровности, предусмотренные дизайнерским решением;
• Стабилизация температуры по всему объему заготовки;
• Равномерное плавное охлаждение подачей сжатого воздуха, за счет которого стабилизируется форма, снимается внутренние напряжения, готовая деталь приобретает необходимую прочность, устойчивость к внешним температурным и механическим нагрузкам.

Моллирование – одна из наиболее сложных технологий производства изделий на основе стекла, реализовать ее в полном соответствии со всеми требованиями и инструкциями способны только крупные предприятия. Даже небольшие отклонения от стандартов приводят к формированию внутренних напряжений, изделие разрушается при минимальном внешнем воздействии. Если же все требования выполняются, то изделие оказывается максимально прочным, характеризуется высочайшей степенью прозрачности и на 100% соответствует проекту со всеми запланированными формами и изгибами.

Требования к заготовкам

Особые требования отсутствуют. Моллирование – процедура, при помощи которой можно работать почти со всеми сортами стекла, будь то прозрачное полированное, осветленное, бесцветное, структурно окрашенное, с добавлением специальных пигментов. Зеркальные сорта не подходят, но допустимо применение рельефных листов, а также специальных сортов, обладающих повышенным индексом защиты от ультрафиолетового излучения. Физические характеристики, которым должна соответствовать заготовка, выглядят следующим образом:

• Толщина – от 0.4 до 1.9 сантиметра;
• Габариты – 2.5 на 1.5 метра максимум;
• Минимальный радиус формирования закругления – 20 сантиметров.

При производстве допустимо использование как стандартных матриц, так и лекал, выполненных в индивидуальном порядке, позволяющих создать оригинальное изделие.

Применение

Моллирование – не только способ декорирования, но и метод улучшения физических характеристик стекла. По сути, оно подвергается закалке, за счет чего становится в 4 раза прочнее, нежели стандартный аналог. За счет такой прочности расширяются эксплуатационные возможности, допустимо использовать стеклянные элементы в отделке фасадов зданий, при изготовлении витрин, мебели, душевых кабин и оборудования, которое постоянно подвергается значительным механическим, температурным и атмосферным нагрузкам.

Изучение температурного диапазона превращения стекла

Стекло

— это удивительный материал, который можно использовать в различных целях: от окон и бутылок до сложных произведений искусства. Одним из ключевых аспектов стекла является его температура плавления, которая играет решающую роль в его образовании и форме. В этой статье мы углубимся в температуру, при которой плавится стекло, исследуя различные типы стекла и их соответствующие температуры плавления. Присоединяйтесь к нам, чтобы раскрыть науку о преобразовании стекла.

 

Плавка стекла 

I. Общие сведения о варке стекла:

Плавление стекла – это процесс нагревания стекла до определенной температуры, при которой оно превращается из твердого до расплавленного или жидкого состояния. Температура плавления стекла зависит от его состава и может быть разной для разных видов стекла. Давайте рассмотрим некоторые распространенные типы стекла и их соответствующие температуры плавления:

1. Известково-натриевое стекло: Известково-натриевое стекло является наиболее распространенным типом стекла, используемого в окнах, бутылках и предметах домашнего обихода. Он состоит из кремнезема (песка), кальцинированной соды и известняка. Температура плавления натриево-известкового стекла колеблется от 1000 до 1500 градусов по Цельсию (от 1832 до 2732 градусов по Фаренгейту).

2. Боросиликатное стекло: Боросиликатное стекло известно своей высокой термостойкостью и обычно используется в лабораторной посуде, кухонной посуде и некоторых типах освещения. Содержит кремнезем и оксид бора. Температура плавления боросиликатного стекла составляет примерно от 1400 до 1600 градусов Цельсия (от 2552 до 2,912 градусов по Фаренгейту).

3. Алюмосиликатное стекло: Алюмосиликатное стекло — это тип стекла, который содержит значительное количество оксида алюминия (глинозема) и диоксида кремния. Он обладает высокой механической прочностью и стойкостью к тепловому удару, что делает его пригодным для таких применений, как экраны смартфонов и пуленепробиваемые стекла. Температура плавления алюмосиликатного стекла может варьироваться от 1550 до 1650 градусов по Цельсию (от 2822 до 3002 градусов по Фаренгейту).

4. Кварцевое стекло: Кварцевое стекло, также известное как плавленый кварц, представляет собой стекло высокой чистоты, в основном состоящее из кремнезема. Он обладает превосходными оптическими свойствами и используется в научных приборах, полупроводниках и высокотемпературных приложениях. Кварцевое стекло имеет температуру плавления от 1600 до 1750 градусов по Цельсию (от 2912 до 3182 градусов по Фаренгейту).

Сравнение температур плавления стекла:

Важно отметить, что эти диапазоны температур являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от конкретного состава стекла и желаемых свойств.

Плавление стекла на огне

II. Факторы, влияющие на температуру плавления стекла:

1. Состав: Состав стекла существенно влияет на температуру его плавления. Стекло в основном состоит из диоксида кремния (SiO2), но разные типы стекла содержат различные добавки и модификаторы. Например, известково-натриевое стекло содержит кальцинированную соду и известняк, а боросиликатное стекло содержит оксид бора. Эти добавки влияют на межмолекулярные силы внутри структуры стекла, изменяя температуру его плавления.

2. Примеси: Примеси, присутствующие в составе стекла, также могут влиять на его температуру плавления. Обычные примеси включают небольшое количество металлов, таких как железо или хром. Эти примеси могут действовать как центры зародышеобразования, влияя на стабильность и подвижность структуры стекла и, следовательно, влияя на температуру плавления.

3. Термическая обработка: Процессы термообработки, которым подвергается стекло в процессе производства, могут влиять на его температуру плавления. Процессы отжига, отпуска или упрочнения включают контролируемый нагрев и охлаждение, что может изменить внутренние напряжения в стекле и его сопротивление тепловому расширению. Эти процессы могут влиять на поведение стекла при плавлении.

4. Скорость нагрева: Скорость нагрева стекла может влиять на температуру его плавления. Быстрое нагревание может привести к расстекловыванию, когда стекло начинает кристаллизоваться, а не плавиться равномерно. Следовательно, скорость нагревания необходимо тщательно контролировать для достижения желаемой температуры плавления.

III. Типы стекла и их температура плавления:

Вот некоторые распространенные типы стекла и соответствующие им температуры плавления:

1. Известково-натриевое стекло: и предметы домашнего обихода, имеет диапазон температур плавления примерно от 1000 до 1500 градусов по Цельсию (от 1832 до 2732 градусов по Фаренгейту).

2. Боросиликатное стекло: Боросиликатное стекло, известное своей высокой термостойкостью, используется в лабораторной посуде и кухонной посуде. Он имеет более высокий диапазон температур плавления от 1400 до 1600 градусов Цельсия (от 2552 до 2,912 градусов по Фаренгейту).

3. Кварцевое стекло: Кварцевое стекло, также известное как плавленый кварц, обладает исключительными оптическими свойствами и используется в научных приборах и высокотемпературных устройствах. Он имеет диапазон температур плавления примерно от 1600 до 1750 градусов по Цельсию (от 2912 до 3182 градусов по Фаренгейту).

Температура плавления стекла является решающим фактором в производстве и формовании стекла. Различные типы стекла имеют разные температуры плавления, при этом известково-натриевое стекло обычно плавится при температуре от 1000 до 1500 градусов по Цельсию. Боросиликатное стекло, алюмосиликатное стекло и кварцевое стекло имеют более высокие температуры плавления. Понимание температуры плавления стекла имеет решающее значение для отраслей, работающих со стеклом, и для людей, интересующихся наукой, стоящей за этим универсальным материалом.

стекло. Какие стекла имеют самую низкую температуру плавления?

спросил
1 год, 11 месяцев назад

Изменено
1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено
994 раза

$\begingroup$

Меня интересует бессвинцовый «стеклянный припой» или любой порошок или паста из стеклянной фритты с очень низкой температурой плавления (ниже 400°C). Какие продукты доступны обывателю, где их найти?

• температура плавления
• стекло

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Хотя существуют стекла на основе диоксида кремния с низкой температурой размягчения (т. п.), такие как Anywhere Powder D235 и D240, с заявленной т.п. 350 °С и 400 °С соответственно.

Однако маловероятно, что стекло послужит припоем. В отличие от ковких металлов, стекло прочное, но чрезвычайно хрупкий . Если коэффициенты линейного термического расширения двух стекол и «припоя» не будут близко согласованы, то при остывании изделие треснет или рассыплется.

Стандартный тест на близость соответствия двух типов стекла заключается в натягивании комбинированной нити из двух стеклянных стержней. По мере остывания стекла, если два , а не имеют одинаковые коэффициенты, комбинированная нить будет скручиваться. Прежде чем вы сможете плавить стекло с «припоем» или без него, вам нужно убедиться, что все типы расширяются и сжимаются соответственно.

$\endgroup$

5

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.