无水硼砂和氧化硼也用于玻璃釉和硼硅酸盐技术玻璃的生产,玻璃温度低于880°F=470°C  a)

玻璃温度低于880°F=470°C  a),多数消费者在购买电器产品时首先关注的是外形和品牌,有的硼硅酸盐玻璃同时使用五水硼砂和硼酸

简 介:  摘
要:由于玻璃自身特性决定了它的不良导热性,从而导致玻璃在退火过程中因为温度差必然存在着应力。本文根据玻璃的退火理论结合示意图论述了浮法玻璃在退火过程中永久应力与暂时应力产生的机理,并结合
简 介:  摘
要:由于玻璃自身特性决定了它的不良导热性,从而导致玻璃在退火过程中因为温度差必然存在着应力。本文根据玻璃的退火理论结合示意图论述了浮法玻璃在退火过程中较久应力与暂时应力产生的机理,并结合应力的测量简介了应力对玻璃切割的影响。  关键词
退火窑 较久应力 暂时应力 张应力 压应力   1.较久应力与暂时应力:
  880°F
(470°C)以下,退火窑用于冷却玻璃,这样做的方法是试图保持横向(横越玻璃带)温度曲线良好的均匀性来避免破损。  冷却过程发生的一切都是暂时的,这意味着在冷却的玻璃中找不到暂时过程产生的应力,这就是为什么把这些条件叫暂时应力。即使当玻璃内外层温度一致时,暂时应力消失也必须注意,因为暂时应力超过抗张强度会使{TodayHot}玻璃破碎。  较久应力不能太大,不然切割或再切割时就会出现许多问题。注意:暂时应力也不能太,否则玻璃就会破碎。  当玻璃的厚度向和横向还没达到一个相等的温度即环境温度时,暂时和较久应力两者存在,即使较久应力已至一个比较好的值(在切割区1小时测冷却的玻璃)因为暂时应力仍很大,所以仍会遇到切割问题。  退火理论表明较久应力(保持在玻璃内)等于退火中松驰的应力总量,但符号相反。这
意味着在退火中,松驰10毫微米/厘米的压应力,则玻璃在达到外界温度时,就有10毫微米/厘米的张应力。  那么(1)在退火中松驰应力越小,在温度等于周围温度时,存在玻璃中的应力就越小;
就是说退火越好。但出现薄弱区域即结石、夹杂物或粘锡时,玻璃将会炸裂。因而在退火区后的冷却区必须小心操作。  (2)反过来说:退火不好的玻璃很结实并能承受因冷却区域温度梯度很大的热冲击;
但应力太大,切割会很困难。  2.
较久应力与暂时应力产生原因:  I.玻璃温度高于880°F
(470°C):玻璃是塑性材料。  例如: 图1.
如果玻璃温度高于880°F,窄条”a”比窄条”b”热,那么窄条”a就比窄条”b”长;这是因为:窄条”b”不能防止窄条”a”的膨胀(玻璃处于可塑状态){HotTag}。  在温度稳定期间(低于880°F)窄条”a”试图比窄条”b”收缩的大。这是因为它们的收缩与长度成正比,当玻璃温度低于880°F时,变化类似弹性材料,而且窄条”a”和窄条”b”实际上是连接在一起的,所以窄条”b”阻止窄条”a”的收缩,这样窄条”a”受的是张应力,窄条”b”受的是压应力。  简而言之:玻璃温度高于880°F=470°C
a) 较热的窄条在常温后将是受张应力(较久的)。 b)
较冷的窄条在常温后将是受压应力(较久的)。  II.玻璃温度低于880°F
(470°C):玻璃是一种”弹性材料”。   例如:
图2.如果玻璃温度低于880°F,窄条”a”比窄条”b”热,则窄条”a”将会比窄条”b”长;当玻璃温度低于880°F时(玻璃是弹性材料),两个窄条实际上是连在一起的,并且窄条”b”阻止窄条”a”的膨胀。这样窄条”a”受到的是压应力,窄条”b”受到的是张应力。  简而言之:玻璃温度低于880°F=470°C  a)
较热的窄条受到的是暂时压应力。  b)
较冷的窄条受到的是暂时张应力。  相同原因下,结果相反,这就要取决于温度。  玻璃炸裂常常发生在冷却区(退火窑出口和与切割区之间),有时很难知道调整必须是在退火区还是在冷却区(
高于或低于880°F-470°C)。  3. 应力的测量  I. 在线 :
用Senarmont仪器。
在这里为你显示了玻璃带横向应力曲线;见图3:偏振光通过玻璃时即在玻璃带上进行了应力测量。玻璃带上理想的横向应力是–见图4:全部的压应力总量总是等于全部张应力的总量,这就意味着如果在玻璃带边部存在太大的压应力,那么同样在玻璃带中部存在太大的张应力。  通过在热态和冷态的应力曲线测量将会为你显示退火窑中存在问题之所在。
  举例:在玻璃带中部张应力太大,则玻璃板就会很不好切割。见图5: II.
样品:用Babinet仪器。  这种测量的结果是显示玻璃中厚度方向的应力,应力曲线通常为:如图6所示:
在玻璃板中存在太高的张应力-σt-(随厚度而定)会给切割带来许多问题(出现”糖状物”)。始终要记住如果σt太高,也就意味着样品外表面处的压应力也会很高。  那么,玻璃的断裂将不按照你想要的地方即按照切痕进行断开,而是在另外的某个地(理
由见”切割问题”这一节)。  注意:玻璃的切割总是会释放这块玻璃内部的应力–见图7:
当切割玻璃时,我们释放了表面的压应力–从曲线①到曲线②。在玻璃强度不太大时,玻璃可以沿着切痕断开。如果在玻璃板外表面还存在着很大的压应力的话,那么玻璃就不会沿着切痕断开。

多数消费者在购买电器产品时首先关注的是外形和品牌,其次才是横向对比不同品牌、型号产品的价格,对于电器各项性能是否适合自己使用却知之甚少。据悉,对我国家电产品的性能认证工作已经启动,不仅方便了消费
多数消费者在购买电器产品时首先关注的是外形和品牌,其次才是横向对比不同品牌、型号产品的价格,对于电器各项性能是否适合自己使用却知之甚少。据悉,对我国家电产品的性能认证工作已经启动,不仅方便了消费者,还为企业建造了公平竞争的市场环境。
近几年国家产品质量监督抽查的结果显示,产品检验不合格项目大部分集中在产品性能指标实测结果不符合标准规定要求。比如有些电风扇使用安全,但风量和风速却达不到应有的使用效果;有些洗衣机省电又环保,但洁净衣物的效果却不尽如人意;有些空调制热制冷效果都还好,但是噪音值却和厂家的标注大相径庭。出现上述情况的原因之一就是部分企业只重视产品强制{TodayHot}认证的要求,仅仅关注产品安全和电磁兼容性,以牺牲产品性能质量为代价。
据专家介绍,洁净度为90的洗衣机和洁净度为70的洗衣机相比,其投入的经济和科技成本显然不同。但是在产品性能没有被明确标示的情况下,显然两者进行的是不公平的竞争,其结果只能是导致厂家在提高产品性能方面的积极性大大降低。有些厂家确实对产品的性能进行了明确的标示,比如有些电冰箱注明了产品的噪音值,但消费者仍然认为企业自行标注的技术指标缺乏公信力,因此第三方认证机构对产品性能的认定应运而生。
据了解,认证是“由第三方确认产品、过程服务符合特定要求并给以书面保证的程序”。其采用的是国际上通行的第五种认证制度,即通过对产品的型式认可检验和对工厂的质量保证体系的评定来进行的;在授予认证后还要对工厂的质量保证体系进行监督检查和对产品进行监督检验,以确保认证产品持续符合认证要求。申请认证产品经评价合格后,准予使用“电器产品性能认证标志”,表明该产品符合相关性能标准。获得认证的产品可以加贴认证标志,即表明该产品是经过公正的第三方证明,完全符合认证规定要求的产品,质量是可靠的,消费者便可以有针对性地选择自己需要的产品,放心购买了。需求带动创新,企业也会因此更加注重技术创新,制造出更多容易满足消费者需求的新产品。
根据电器产品性能认证实施规则,电冰箱、空调器、洗衣机、电磁灶四类产品纳入了首批实施认证的产品目录,随着小家电产品标准的更新和认证技术规范的制定,储水式电热水器、电风扇、电饭锅等产品作为第二批认证产品也将开始实施认证。

目前氧化硼的世界年产量是1.5百万吨,而玻璃和陶瓷工业的消耗量约占其总产量的一半。对各种玻璃制品来说,氧化硼都是一非常重要的组成成分。现在已广泛使用的玻璃制品主要有:隔声、绝热的玻璃棉、增强塑料用的
目前氧化硼的世界年产量是1.5百万吨,而玻璃和陶瓷工业的消耗量约占其总产量的一半。对各种玻璃制品来说,氧化硼都是一非常重要的组成成分。现在已广泛使用的玻璃制品主要有:隔声、绝热的玻璃棉、增强塑料用的玻璃纤维,钢和各种金属基片上的搪瓷,陶瓷釉(例如面砖和餐具上的彩釉),光学玻璃以及各种硼硅酸盐技术玻璃。硼硅酸盐技术玻璃的种类目前很多,现已成熟使用的有:照明器材,实验室器皿,炊具,医疗器具和液晶显示屏。在商品化玻璃生产过程中,氧化硼主要起助熔的作用。当其他性质的要求限定了碱的用量后,往往添加氧化硼来降低熔化、成型和液线温度。与氧化钠和氧化钾不同,氧化硼不仅具有助熔的作用,同时还有助于形成具有高化学耐久性、低热膨胀和低导电性的玻璃制品。商业意义:目前世界上约有200多种矿物含有氧化硼,但具有商业应用价值的仅几种。实际上,仅有四种矿物的组成中含有90%的、能被工业生产采用的硼酸盐:硼砂和四水硼砂——主要组成成分是硼酸钠;钠硼解石——硼酸钠钙;{TodayHot}硬硼钙石——硼酸钙。这些矿物主要产于加利福尼亚和土耳其、阿根廷、玻利维亚、智利、秘鲁和中国也有少量生产。另外,中国和俄罗斯还大量出产硼酸镁和硼酸钙制品。上述矿藏的总量基本上就是当今全球所能提供的硼酸盐的数量。表1列出了一些有实用意义的矿物的组成及产地。每一种矿物中都不同程度的含有其他矿相,所以使用前必须经过加工处理,从而得到所需的硼酸盐制品。对于玻璃工业来说,一般需要经过提纯处理。原料的选择:玻璃生产中,选择硼酸盐原料的标准与其他原料基本相同,主要包括组成、、纯度、一致性、价格、可用性和熔化性能等几个方面。但是,不同种类的玻璃有不同的标准。有的玻璃对纯度的要求不是很高,而有的品种则要求使用精练过的高纯化学原料,限制杂质的含量在百万分之几的水平(ppm)。玻璃用硼酸盐可以大致从以下三方面加以区分:矿物原料和精练产品,含钠和不含钠、水合物和非水合物,祥见表2。确定玻璃生产配料的原则是在确保玻璃成分的前提下,尽可能降低原料成本。由于硼酸盐与配合料中的其他成分相比价格较贵,所以具体采用哪一种硅酸盐,是窑经过价格性能比较的。例如,含钠玻璃大多使用五水硼砂,这是由于它表1主要实用硼酸盐矿物的组成及产地矿物名称分子式b2o3%主要产地硼砂na2o.2b2o3.10h2o36.5美国、土耳其、中国等四水硼砂na2o.2bo3.4h2o51.0美国硬硼钙石2cao.3b2o3.5h2o50.8土耳其、阿根廷、美国钠硼解石na2o.2cao.5b2o3.16h2o43.0土耳其、智利、阿根廷等硅硼钙石2cao.b2o3.2sio2.h2o21.8俄罗斯水方硼石cao.mgo.3b2o3.6h2o50.5阿根廷、中国纤维硼酸镁石2mgo.b2o3.h2o41.4中国{HotTag}
与硼酸苏打灰相比,性能价格比更优越一些。有时为了保证产品的性能,同一配合料可能要采用良种硼酸盐,比如,有的硼硅酸盐玻璃同时使用五水硼砂和硼酸,目的是调节钠/硼比。开采得到的矿石都要进行加工处理,以提高氧化硼的含量、降低杂质含量、改善一致性,控制其体积性质。至于采用何种处理方法,则要根据具体矿石的矿物学特征和较终用途加以确定。硬硼钙石和钠硼解石主要用做矿物和生产硼酸的原料。硼砂和四水硼砂用来加工生产硼酸钠和硼酸;硅硼钙石经过处理后,制备硼酸盐类化学药品。提纯后的硼酸盐化学药品,如:五水硼砂和硼酸,氧化硼的含量都比较高,而且很稳定,杂质含量基本保证在痕量水平。由于提纯后的药品几乎不含有难熔杂质、熔点较低,所以其颗粒大小不是一个重要的因素,而矿物和为提纯硼酸盐的颗粒尺寸则是很重要的。玻璃用精致硼酸盐制品,一般要求是颗粒状,较大颗粒直径1.5mm。以前玻璃工业大多使用十水硼砂,现在大部分国家用五水硼砂替代。这是因为五水硼砂氧化硼含量更高,结晶水数量减少,具有优越的储存和散装运输性能。当然也有例外,中国的玻璃工业目前还在普遍使用十水硼砂。除此之外,硼酸也常用在玻璃生产中,特别是窑限制玻璃成分中碱的含量时,例如:生产耐热的派莱克丝(pyrex)玻璃和用来拉制县委的e-玻璃时,就必须使用硼酸。硼酸盐的生产:硼酸钠和硼酸主要通过热的水溶液结晶来制得。美国加利福尼亚洲boron地区的硼砂厂(boraxplant),就是利用两种硼酸钠矿石-硼砂和四水硼砂生产五水硼砂,硼酸和十水硼砂。其主要生产过程如下:首先将开采来的矿石放入放入沸水中,这样不溶性的石灰就可以被分离;然后在真空结晶器中冷却富含硼砂的水溶液,得到硼酸钠;下一步,先在真空过滤带上清洗得到的晶体,驱除可溶性杂质,之后干燥。硼酸的生产过程是:先将四水硼砂溶于水,同时用硫酸酸化;然后去除不溶物,较后通过结晶分离硫酸钠和硼酸。欧洲则是以硬硼钙石为原料,通过与硫酸反应来生产硼酸。生产过程中,先通过过滤,将石膏和其他不溶解矿物从热的硼酸溶液中分离;然后,溶液冷却、结晶,接着洗涤、过滤,之后得到硼酸晶体。表2玻璃生产用硼酸盐原料分子式%b2o3精致化学品:硼酸纳五水硼砂na2o.2b2o3.5h2o(1)48.8十水硼砂na2o.2b2o3.5h2o36.5非硼酸纳硼酸b(oh)56.3脱水、熔融脱水硼砂na2o.2b2o368.8氧化硼b2o3100矿物制品:硼酸钠钠硼解石na2o.2cao.5b2o3.16h2o38(1)非硼酸钠硬硼钙石2cao.3b2o3.5h2o33-43(1)备注:1、由于晶格中存在着部分水的空穴,所以每摩尔五水硼砂的实际含水量不足5摩尔,其晶体结构为na2[b4o5(oh)](2.67h2o)。2、经处理的矿产品,非原始矿物硬硼钙石和钠硼解石主要用来生产陶瓷釉(面砖用)、玻璃棉和玻璃纤维。由于矿物本身具有一定的变异性,所以使用前必须磨的很细(一般小于75μm),而且混合均匀。此外,研磨细度的大小对消除粗石英颗粒也是非常重要的。粗的石英颗粒在玻璃生产过程中是难以融化的,结果会在玻璃中形成结石。玻璃生产所需的矿物,一般都是先将块壮的矿石散装运输到生产现场,使用前再处理成所需的细粉。处理过程一般包括干燥和用风扫磨两步骤。使用前,一般还要进行成分和一直性分析。硬硼钙石制品的纯度一般只有75%-85%,其余的是一些含有mg、si、sr、s、和as元素的脉石。产地不同和颗粒不同,氧化硼的含量和杂质的含量就是有很大的差别,这一点对有特殊要求的应用是非常重要的。例如,生产e-玻璃时,就要选择砷含量低的硬硼钙石,以防止对拉制纤维的铂金套管的腐蚀。还有,陶瓷釉料一般选用级别较低的硬硼钙石。但是对铁含量的控制非常严格,否则将影响釉料的颜色。无水硼砂和氧化硼也用于玻璃釉和硼硅酸盐技术玻璃的生产。硼硅酸盐技术玻璃对氧化硼含量的要求高达20。配合料中无水,有利于降低能耗,减少烟尘的排放量、改善玻璃质量,提高生产率。无水硼砂和氧化硼一般是以五水硼砂和硼酸为原料,通过脱水、熔化、淬冷、研磨和筛分等工序,较终形成一定的颗粒状产品。
工业变化近年来,受环境保护、立法、降低成本等因素的推动,玻璃工业在新工艺、新产品开发和提高产品质量等方面都发生了较大的变化,从而大大的影响了硼酸盐原料的供应和使用,特别是原料供应行业,已经在朝着改善产品的质量和一致性,提高供应的可靠性方向发展,这一变化对玻璃工业尤为重要。原因是硅酸盐的生产地一般在偏远山区,离用户较远,致使供应不是很稳定,所以有必要建立一全球性的配送体系。目前rotintoborax集团已分别在美国的boron和欧洲的鹿特丹建立了其产品的中转储运库,在世界的其他地方也建立了区域性的供应库。并且利用一些新工艺降低了杂质含量,改善了散装运输性能,从而大大提高了精致硼酸盐制品的质量和一致性。