玻璃熔化知识玻璃熔化汇总.docx

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玻璃熔化知识玻璃熔化汇总

FiberGlassMelting—

IntroductoryTraining

玻璃纤维熔化介绍培训

OWENS

CORNING

GlassTypes,Chemistries,Properties

玻璃种类、化学成分及性能

ScottE.Colangelo

GLASSCHEMISTRY&PROPERTIES玻璃化学成分及性能

GlassDefinition（s）Glassproperties

玻璃定义玻璃性能

GlassStructure-Viscosity

玻璃结构黏度

GeneralChemistry-Liqidus

总的化学成分液态性

GlassComposition&Types-RefractiveIndex

玻璃化学成分及种类折射率

-OCGlassDesignation-Redox

OC玻璃名称氧化还原反应

-AdvantexTM（品牌或商标）-Color颜色

EconomicsofGlass-Seeds气泡

玻璃的经济性-Foam泡沫

DefinitionofGlass玻璃定义

ASTM:

美国材料试验协会的定义

Aninorganicproductoffusionwhichhascooledtoarigidconditionwithoutcrystallizing.

玻璃是冷却到刚性状态而没有析晶的熔合无机物

General：

一般定义

Glassisaliquidwhichcanbecooledwithoutcrystallizing.

玻璃液是一种没有析晶可以被冷却的液体。

Atomicarrangementsimilartoaliquidbutsohighlyviscousitisasolid.

原子排列与液体类似但粘结性极高的固体

Glassisamorphous,i.e..itdoesnothaveanorderedatomicstructure.

玻璃是非晶体，也就是说它没有有序规则的原子结构。

Glassiscomposedofa3-DstructuralframeworkofSi-Otetrahedralunitsmodifiedbyotheratoms.

玻璃是由Si-O四面体通过其他原子的修正而构成的3-D结构骨架组成的。

DefinitionofGlass（continued）玻璃定义（接续）

SideNote:

边注

Formostpracticalpurposes,glassesconsistofinorganicmaterialsbutglasscanbeformedfromorganicmaterials.

在很多实际场合，玻璃是有无机材料组成的，但玻璃同样也可由有机材料组成。

AnalogousExamples;

类似的例子：

Lollipops

棒棒糖

Cottoncandy

棉花糖

DefinitionofGlass（continued）玻璃定义（接续）

SideNote（continued）:

边注：

-Obsidianisanaturaloccurringglassasaresultofvolcaniclavacomingincontactwithwater.

]黑曜石是火山熔岩遇水冷却后形成的天然的玻璃。

-QuartzisthemostcommoncrystalonthefaceofEarth

石英是地球表面一种十分常见的晶体。

GlassStructure玻璃的结构

GlassFormationBasics玻璃构成要素

Glassformerspresent:

玻璃形成体

SiO2

B2O3Highbondstrength高的粘结力

GeO2

P2O5

Al2O3（4CN）

IntermediateGlassformers:

玻璃中间体

TiO2

PbOLowbondstrength低的粘结力

Al2O3（4CN）

Glassmodifiers玻璃改进体

CaO

MgOMechanicaland

Na2Oopticalproperties力学和光学性能

K2O

E-GLASSASTMD578-99

E玻璃纤维美国ASTM标准

“Afamilyofcalcia-alumina-silicaglasseswhichhasthefollowingcertifiedchemicalcompositionandwhichisusedforgeneralpurposesandmostelectricalapplications.”

“钙率硅酸盐玻璃具有下列指定的化学成分，它被广泛的应用在电子技术中。

”

ElectricalGeneral

电子技术中一般情况下

Glassoxide%ByWeight%ByWeight

玻璃氧化物比重比重

B2O35-100-10

CaO16-2516-25

Al2O312-1612-16

SiO252-5652-56

MgO0-50-5

Na2OandK2O0-20-2

TiO20-0.80-1.5

Fe2O30.05-0.40.05-0.8

F20-1.00-1.0

GlassComposition（Wt.%）

玻璃成分（比重）

Oxide

氧化物

FusedSilica

.熔融石英

Plate

平板

Bottle

瓶罐

高强度

AF玻璃

E玻璃

5075

Advantex玻璃

SiO2

100

CaO

Al2O3

B2O3

MgO

0.4

Na2O

0.5

Fe2O3

0.2

0.3

<1.0

GlassTypes

玻璃类型

TypePropertiesExampleFacility

类型性能例子设备

E-glassGoodElectricalResistivityandWater200EAnderson,Huntingdon安德森，亨廷顿

DurabilitywithGoodMechanicalProperties621EBattice,Korea韩国

butPoorAcidDurability

良好的电阻系数、机械性和耐水性1474EAiken艾肯

但耐酸性差1759E

ForGeneralReinforcementandAcidCorrosion5460EAnderson,Amarillo,Mexico

Resistance

普通增强和耐腐蚀性8080EJackson

S-glassHighstrengthHighelasticmodulus8090ESouthAfrica

高强度和高弹性模量

A-glassStandardsoda-lime-silicaHighalkalilevel7600EGuelph,Battice,L’Ardoise,

TypicallydoesnothaveBoron4728EBirkeland,RioClaro,

标准的钠钙硅酸盐，含碱量高

AR-glassAlkaliresistant5075EIndia&Wrexham

耐碱性S994

ECR-glassReinforcementE-glassproperties6000AFHuntingdon,InsulationDivision

Corrosionresistancetoacid4408&3577

PoorelectricalpropertiesZrO2&TiO2

增强性E玻璃3709ECR

抗酸腐蚀性5129ECR

较差的电学性能5075E

CompositeGlassTypes复合玻璃类型

Glass

玻璃类型

Features

特性

Plant

工厂名

200E

-Firstglassusedforproduction第一种应用于产品的玻璃

-Usedtoproducemarblesandwetchop用来生产雕刻品和湿法毡

-Optimizedleachingproperties优良的过滤性能

Anderson

Huntingdon

621E

-Multi-purposeglassusedforyarnsandgeneralreinforcement用于细纱和普通增强的多用途玻璃

-Secondoldestglassusedforproduction第二种应用于产品的玻璃

Battice

&Korea

C1474E

-Directmeltyarnglass直接熔融玻璃

-Lowerviscosity较低的黏度

Aiken

1759E

-Zero-added-fluorineglassforEurope为欧洲生产的无氟玻璃

Wrexham

5460E

-Low-costglassutilizingulexite利用硼钠钙石降低成本

-Highalkalilevel（Na2O）碱含量较高

Anderson

Amarillo

Mexico

7564E

-Zero-added-fluorine（Aiken）无氟

-Highercost成本高

-Loweralkalilevel（Na2O）碱含量较低

None

7600E

-B2O3at5.0Wt%limit（Australia）B2O3的比重在5%以下（澳大利亚）

-Moderatealkalilevel（Na2O）碱含量适中

-Modified5460改良的5460

None

X8080E

-Zero-added-fluorine无氟

-Costoptimized最佳成本

-Moderatealkalileval（Na2O）碱含量适中

Jackson

4728E

-DevelopedtominimizeB2O3&utilizeMgO发展到减少B2O3，利用氧化镁

SouthAfrica

8090E

-4728glassmodifiedtomeetE-glassspecifications（RioClaro）4728玻璃改进使其满足E玻璃特性

None

X8410

-3%B2O3,zero-added-fluorineB2O3含量3%，无氟

-Moderatealkalilevel（Na2O）碱含量适中

TrialedinAiken

X5075E

-4-componentglass玻璃中含四种成分

-lowcost成本低

-0%B2O3,zero-added-fluorine无B2O3，无氟

Guelph,Battice

Birkeland,L’Ardoise

Wrexham,RioClaro

&India

3709ECR

-0%B2O3,zero-added-fluorine无B2O3，无氟

-Acidcorrosionresistant耐酸腐蚀

None

5129ECR

-Modifiedversionof3709withincreaseddeltaT随温差的增加3709的改进版本

None

S994

-Hightensilestrengthglass高拉伸强度

-parameltprocess预熔化工艺

Humtingdon

280C

-Usedtoproduceflakeglass用来生产薄片玻璃

None

RelativeFunctionofGlassOxides玻璃氧化物相对应的功能

SiO2

Flint

打火石

Resistancetochemicalattack,Hightensilestrength,increaseviscosityandliquidus

耐化学腐蚀、高抗拉强度、增加黏度和液相线

Al2O3

Clay粘土

Al2O3.2SiO2.2H2O

Improveschemicalresistanceandphysicalabrasion,increaseviscosityandliquidus.ContributesTiO2andFe2O3tobatch

提高抗化学性和物理磨损、增加黏度和液相线、向配合料中提供TiO2和Fe2O3

CaO

Limestone石灰石

CaCO3

Aidsmelting,lowersviscosity,increaseswaterdurability.ReleaseofCO2aidsinagitationandconvectiveheating

助熔，较低的黏度，增加耐水性，CO2的释放帮助玻璃液搅动及热对流

MgO

Dolomite白云石

（Mg,Ca）CO3

lowersviscosity,liquidusordevitrificationtemperature.Forhighglasses（5075）increasesliquidus.

低黏度、液相线或去玻璃光泽温度。

MgO含量高的玻璃能增加液相线

B2O3

Ulexite（B,Na,Ca）

Colemanite（B,Ca）硼钠钙石、硬硼酸钙石

lowersviscosityandliquidus,aidsmelting,increaseswaterdurability

低黏度和液相线，助熔，增加耐水性

Fluorspar氟石

CaF2

Aidsmeltingandreducesviscosity.Lowerssurfacetensiontoaidfiningorremovaloffoam

助熔和减小黏度。

降低表面张力以帮助澄清或消除气泡

Na2O

SodaAsh纯碱

NaCO3

Aidsmelting,lowersviscosityandliquidus,acceleratesdissolutionofbatch

助熔，降低黏度和液相线，加速配合料的分解

RelativeFunctionofGlassOxides玻璃氧化物相对应的功能

Oxidizing氧化性

Agents

Gypsum石膏

CaSO4.2H2O

Usedtobuildfoamandcontroltheredoxstateofglass（FeO）

SaltCake芒硝

NaSO4

Reactswith‘Silicascum’,Aidsinfiningbybuildingfoamandacceleratesmelting.Controltheredoxstateofglass

与硅石反应，通过建立泡沫层帮助澄清和加速熔化，控制氧化还原反应。

SodiumNitrate硝酸钠

NaNO3

Controltheredoxstateofglass

控制氧化还原反应

Reducing还原性

Agents

Graphiteor石墨

AnthraciteCoal无烟煤

Usedtocontrolredoxstateoftheglassandfoam

被用来控制氧化还原反应和泡沫层

RelativeFunctionofGlassOxides玻璃氧化物相对应的功能

Property

性能

Glassfomer

玻璃形成

Silica

Solution

硅石熔解

Viscosity

Modifier

黏度修正

Liquidus

Modifier

液相线修正

Strength

强度

Modulus

模量系数

Density

密度

Refractive

Index

折射系数

Water

Durability

耐水性

AcidDurability耐酸性

AlkaliDurability

耐碱性

Redox

Control

氧化还原控制

Foam

Control泡沫控制

Forming

成形

Oxide

氧化物

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Na2O

B2O3

SO3

NOx

TiO2

ZnO

ZrO2

GlassComposition&RawMaterialRelationshipVersusCustomerNeeds

玻璃成分和原材料与客户需求的相对关系

BatchRawMaterials:

配合料

Silica石英石

SiO2

E-GlassCostComparisonE玻璃成本对照

RawMaterialWeightsRawMaterialCost

原料重量原料花费

Clay

Sand

Borate

Limestone

Mir

粘土石英砂硼酸盐石灰石微量原料

AdvantexFacilitiesAdvantex设备

Producingplaned

正在生产的计划中的

Guelph（3furnaces）（3个窑炉）Amarillo（1furnace--2001）（1个窑炉—2001年）

Battice（2furnace）（2个窑炉）Battice（3furnace--2001）（3个窑炉—2001年）

L’Ardoise（2furnace）（2个窑炉）

RioClaro（2furnace）（2个窑炉）

Birkeland（1furnace-expanded）（1个窑炉—扩张中的）

India（1furnace）（1个窑炉）

Wrexham（1furnace）（1个窑炉）

GlassViscosity玻璃黏度

¯Viscosityistheresistancetoflow.

¯黏度是流动的阻力

¯Viscositymaybecontrolledby:

¯黏度由以下因素控制：

◆Temperature:

Viscositydecreasesastemperatureincreases

◆温度当温度升高时黏度降低

◆Composition:

Viscosityincreasesasfollowingincreases

当以下成分增加时黏度升高

（SiO2,Al2O3,Cr2O3）

Viscositydecreasesasfollowingincreases

当以下成分增加时黏度降低

（B2O2,CaO,MgO,Na2O,K2O,F2,Fe2O3&TiO2）

¯Unitforviscosityis“Poise”（forceperrateofflow）

¯黏度的单位是（对每个流动比率的影响力）

¯OwensCorningexpressesintermsoftemperaturerequired

toachievelog3.0poise

¯OwensCorning根据需要的温度来表示以达到log3.0

Log3.0viscosity（BoroncontainingE-glass）=2200oF

Log3.0黏度（含硼E玻璃）=1205℃

Log3.0viscosity（Advantex）=2300oF

Log3.0黏度（Advantex）=1260℃

ViscosityversusTemperature相应温度所对应的黏度

ViscosityStability黏度的稳定性

✧Dependentuponglasscomposition&temperature

✧依赖于玻璃成分和温度

◆Temperaturecontrol&stability

◆温度控制及稳定性

◆Batchhouse&rawmaterialconsistency

◆配合料仓和原料的一致性

✧Criticalforyardage,texcontrol,processstability（CE）

✧计算严密性，tex控制，工艺稳定（CE）

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