3.1.4 黏度与玻璃组成的关系
氧硅比 键强 离子极化 结构对称性 配位数 （1）氧硅比 氧硅比大（如熔体中碱含量增大，游离氧增 多），非桥氧多，网络结构不牢固，熔体黏度减 小；反之增大。 《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的粘度与stry & Materials Science
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C区：温度↓而弹性模量↑，黏滞流动变得非常小。 黏度决定于组成和温度，与时间无关。
lg = +

T
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总结
氧化物组成对玻璃粘度作用可归纳如下 SiO2， Al2O3， ZrO提高粘度。 K2O， Na2O 降低粘度，Li2O高温时 降低粘度，低温时增加粘度。 RO降低高温粘度，增加低温粘度。
Mg
2
Ca
2
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3.2.3
1、组成氧化物
表面张力与组成的关系
表面张力是由于排列在表面层（或相界面） 的质点受力不均衡引起的，则此力场相差愈大，
表面张力也愈大。
凡影响熔体质点间作用（键）力的因素， 都将直接影响表面张力的大小。
Sr
2
Ba
2
PbO， CdO， Bi2O3 ， SnO等降低粘度。
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3.1.5 黏度参考点
粘度参考点：在玻璃温度-粘度曲线上，存在着 一些有代表性的点。 (1) 应变点：η＝1013.6，即应力在几小时内消 除的温度。
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2、熔体表面层组成及挥发作用 差异原因有： 1）、由于表面氧化物的挥发 2）、表面易吸附一些杂质，σ低的表面，更易 吸附杂质，使熔体的σ↓。 3）、外部某些材料的侵蚀。
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3.3 玻璃的表面性质
化稳性、机械能 电性能、光学能
影响
表面性质
改变
性能 生产工艺
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（4）结构对称性：网络基本结构单元的结构不对称， 可能在结构中存在缺陷或弱点，
使结构不稳定，粘度下降。
（5）配位数：4配位形成四面体进入网络结构，使 结构紧密，粘度增大。其它配位时就 从网络中分离出来，使黏度降低。如
结论
组成对表面张力的影响是通过改变熔体结构 来实现的。
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总结
依组成对表面张力的不同作用，将组成氧 化物分为
Ⅰ类：非表面活性组份：一般是增加玻璃表 面张力，符合加合性法则 Ⅱ类：中间活性组份：加入量大时，可降低表 面张力，不符合加合性法则 Ⅲ类：难熔表面活性强的组份：有强的降低表 面张力的能力，不符合加合性法则
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3.1.1 概念（熟悉）
黏滞流动：在外力作用下，玻璃液中的结构组元(离子 或离子基团）发生流动，如该流动以占据 结构空位的方式来进行的流动方式。 发生黏滞流动的条件：外力＞内磨擦阻力
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3）Al2O3、CaO、MgO、使玻璃的σ↑。 4）K2O，PbO，B2O3，Sb2O3使玻璃的 σ↓。 5）Cr2O3，V2O5，As2O3，MoO3，WO3 σ↓ ↓
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硅酸盐玻璃的表面张力一般在（220～380） ×10-3牛/米，比水大3－4倍，比熔融的盐类大，与 熔融的金属相近。
3.2.2
表面张力的工艺意义
1、在澄清和均化阶段： 2、在成型过程中： 3、玻璃制品在烘口时： 4、浮法平板玻璃生产时：
Pa· S的温度范围，相当于操作温度的下限
(6) 操作范围：相当于成形时玻璃液表面的温度范 围。T上限～T下限， T上限指准备成形操作的温 度； T下限指成形时能保持制品形状的温度；η ＝103～106.6Pa· S (7) 熔化温度：η＝10Pa· S (8) 自动机供料的黏度：102～103Pa· S
当氧化硼较少时，Na2O/B2O3>1,结构中游离氧 充足，B3＋处于四面体配位，粘度随氧化硼掺量增加 而增大； 当Na2O/B2O3≈1时，硼离子形成四面体配位最 多，粘度达到最大； 继续增加氧化硼，当Na2O/B2O3<1此时，游离 氧不足，形成B－O三角形配位，粘度下降。
硼反常现象：由硼离子配位数变化引起性能曲线上 出现转折的现象，称为“硼反常现 象”。 《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的粘度与表面性质”
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3.1.6 黏度对生产的应用
1、在熔制阶段：其对应粘度为100.7-10 Pa· S
2、成型阶段：成形开始的黏度随制品的种类而异， 一般在101.6～103 Pa· S，终了黏度为 101.6～103 Pa· S 3、玻璃退火：对应粘度为1011－1014 Pa· S,典型的钠 钙硅玻璃对应的温度为583℃～539℃， 即退火温度范围
(2) 转变点（Tg）： η＝1012.4 Pa· S的温度。
(3) 退火点： η＝1012 Pa· S的温度，应力在几分 钟内消除。
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(4) 变形点： η＝1010～1011Pa· S的温度范围。 (5) 软化温度（Tf）： η＝3×106～1.5×107
度增大，而 当6配位形成 八面体或3配 位形成三角
B2O3(mol%)
体时，黏度
降低。
图4－4 16Na2O· 2O3· xB (84－x)SiO2 系统玻璃中 560℃时的粘度变化
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3.2 玻璃的表面张力
3.2.1 表面张力的物理意义
熔融玻璃表面层的质点受到内部质点的作用 而趋向于熔体的内部，使表面有收缩的趋势，即 玻璃液表面分子间存在着作用力，即表面张力。 度量：玻璃与另一相（一般指空气）接触的相 分界面上，在恒温恒容下，增加一个单位表面 时所做的功。牛/米或焦耳/米2
3.1.3 黏度与熔体结构的关系
对硅酸盐熔体 存在着大小不同的硅氧四面体群或络合阴离子，
它们在玻璃中存在着不同的结构，该结构与温度有
很大的关系。
熔体中的硅氧四面体群有较大的空隙，可容纳
小型的硅氧四面体群穿插活动。高温时空隙较多、 较大、有利用小型的穿插活动，则η↓。
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（2）键强：在其它条件相同的前提下，粘度随阳离 子与氧的键强增大而增大。 R2O－SiO2玻璃
黏度按Li2O－Na2O－K2O依次递减 （3）离子极化：离子极化力大的阳离子对桥氧的极化 力强，使得Si－O键作用减弱，网络 结构易于调整与移动，使η↓。 说明
非惰性气体型（外层电子数不充满） 阳离子的极化比惰性气体型的大。
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2、 σ与气氛的关系
还原气氛下的表面张力比氧化气氛下大，大 约大20%。 3、 σ与湿度的关系 低温时影响较大。 σ与非极性气体，如N2 、 H2 、He2等关系不大；而极性气体如H2O汽、 NH3、 HCl等通常σ↓。
B2O3和Al2O3
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15
B2O3
当B3＋是
lgη(η×10-1Pa.s)
14
13 12 11 10 0 4 8 12 16 20 24 28 32
4配位时形成
[BO4]时，黏
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