无机非金属工艺学玻璃制品加工幻灯片.ppt

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1、无机非金属工艺学玻璃制品加工第1页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃制品的冷加工冷加工的定义：在常温下，通过机械的方法，来改变玻璃制品的外形和表面状态过过程冷加工的基本方法：研磨抛光 切割 喷砂、钻孔和切削 第2页，共18页，编辑于2022年，星期六研磨和抛光研磨、抛光的目的研磨、抛光的关系一、研磨抛光的原理（三个假设）磨削理论流动层理论化学理论第3页，共18页，编辑于2022年，星期六1、玻璃的研磨机理 英国学者弗兰奇（1917）英国学者普莱斯顿（1929）前苏联学者格列宾希科夫（1937）特威曼和德拉代 玻璃的研磨过程，首先是磨盘与玻璃做相对运动，自由磨料在磨盘负载下对玻璃表面进行划

2、痕与玻璃的机械作用，同时在玻璃表面上产生微裂纹，磨料所用的水既起着冷却的作用也与玻璃的新生表面产生水解作用形成硅胶，有利于剥离，具有一定的化学作用。如此重复进行，玻璃表面就形成了一层凹陷的毛面并带有一定深度的裂纹层。第4页，共18页，编辑于2022年，星期六前苏联学者卡恰洛夫：凹陷层的平均深度h h=K1D 裂纹层的平均深度f f=2.3h 最大裂纹深度F F=3.74.0h 磨料种类石英砂石榴石刚 玉碳化硅碳化硼K10.170.220.270.280.33表16-1 各种磨料的研磨系数第5页，共18页，编辑于2022年，星期六2、玻璃的抛光机理 英国学者雷莱、培比 英国学者包登（193619

3、37）德国学者雷默（1951）、美国学者勃立奇（1951）前苏联学者格列宾希科夫（1937）玻璃抛光机理的认识，存在着不同的见解，有些见解还带有假说性质，有待于进一步证实。目前用化学、物理化学作用的概念来解释对抛光的生产效率及抛光表面质量的影响还是比较确切的。第6页，共18页，编辑于2022年，星期六二、研磨、抛光材料1、研磨材料要求：磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬度610分类：天然磨料（石英砂、刚玉、金刚石、石榴石等）人造磨料（电熔刚玉、碳化硅、碳化硼、金刚石、红粉等）第7页，共18页，编辑于2022年，星期六2、抛光材料要求：较高的抛光能力 磨料的硬度小于玻璃的硬度，莫氏硬度15、6 7

4、分类：红粉（Fe2O3）、氧化铈（CeO2）、氧化锆（ZrO2）、氧化钍（ThO2）还有长石粉第8页，共18页，编辑于2022年，星期六三、影响玻璃研磨过程的主要工艺因素1、磨料的性质和硬度2、磨料悬浮液的浓度和给料量3、磨盘转速和压力4、磨盘的材料5、玻璃的组成第9页，共18页，编辑于2022年，星期六四、影响玻璃抛光过程的主要工艺因素1、抛光材料的性质、浓度和给料量2、抛光盘转速和压力3、周围空间温度和玻璃温度4、抛光悬浮液的性质5、抛光盘的材料第10页，共18页，编辑于2022年，星期六切割、喷砂、钻孔和切削 一、切割二、喷砂三、钻孔和切削第11页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃

5、制品的热加工16.1.1 玻璃制品的热加工原理 玻璃制品的热加工原理与玻璃制品的成形原理相似，主要是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力、导热系数来进行。16.1.2 玻璃制品热加工的主要方法一、烧口二、火抛光、火切割或钻孔三、真空成形四、其他方法（槽沉、塑形、摊平、灯工）第12页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃制品的表面处理 从清洁玻璃表面起，直到制造各种涂层的玻璃，表面技术应用很广，使用的材料和方法也是多种多样的。可以归结为三大类：1、玻璃的光滑面和散光面的形成，是通过表面处理以控制玻璃表面的凹凸 2、改善玻璃表面薄层的组成，改善玻璃表面的性质，以得到新的性能。3、在玻璃表面上

6、用其他的物质形成薄层从而得到新的性质。第13页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃的化学蚀刻 玻璃的化学蚀刻是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧，根据残留在表面盐类溶解度的不同而得到有光泽的表面或无光泽的表面。影响因素：1、玻璃的化学组成 2、蚀刻液的化学组成16.3.2 玻璃的化学抛光 玻璃的化学抛光的原理与玻璃的化学蚀刻原理一样，是利用氢氟酸破坏玻璃原有的硅氧膜生成一层新的硅氧膜来使玻璃得到很高的光洁度与透光度。影响因素：1、玻璃的化学组成；2、氢氟酸与硫酸的比例；3、酸液的温度；4、处理时间第14页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃的表面涂层 玻璃表面上涂一层新的物质，称为玻璃的涂层

7、。按涂层的性质分类：有机涂层 无机涂层（金属、金属氧化物、陶瓷（玻璃）涂层）按表面涂层的方法分类：物理法（真空蒸发镀膜、阳极溅射法、真空电子枪蒸镀法）化学法（液相沉积法、气相沉积法）第15页，共18页，编辑于2022年，星期六几种表面涂层的制备：1、表面金属涂层；2、表面导电膜；3、表面憎水涂层；4、表面着色涂层；5、表面光学薄膜第16页，共18页，编辑于2022年，星期六玻璃与金属的封接封接件的要求：1、足够的机械强度和热稳定性 2、必须气密即不透气性16.4.1 封接原理一、玻璃与金属的润湿问题二、玻璃与金属的膨胀系数问题第17页，共18页，编辑于2022年，星期六封接形式1、匹配封接2、非匹配封接3、金属焊料封接4、机械封接第18页，共18页，编辑于2022年，星期六