玻璃实验讲义 联系客服

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玻璃结晶初出现在界面上,例如容器的边缘、气泡、结石和条纹的界面上。因此,作为试样不得存在上述缺陷,容器的器壁尽可能光滑,试样和容器应该清洁,以免引入杂质而诱导结晶。

试样可取棒状或条状。

盛放试样的容器可采用瓷舟或特制的耐火粘土槽。

六、实验步骤

1.将装有试样的容器小心推入炉管中合适的部位,并记录容器在炉管内的准确位置。 2.由可控硅控温仪进行恒温控制,保温2小时。

3.达到保温时间后切断电源,迅速将载有试样的容器取出,在空气中冷却。 4.在显微镜下(×60)检视容器中心部位实验个在高温下开始析晶的位置,并确定在炉管中的相应位置,再根据梯温曲线查出对应的温度,即为析晶上限温度。 5.将析晶试样磨片,在偏光显微镜下鉴定析晶的种类。

析晶程度可按下列分级方法划分等级: (1) 无析晶;

(2) 析晶模-很薄层(约0.1mm)的表面析晶; (3) 析晶壳-较厚的表面析晶; (4) 析晶壳和玻璃主体内有个别析晶; (5) 全部析晶; 对应的图解如下:

无析晶 析晶模 晶壳 析晶壳+个别析晶 全部析晶 七、数据处理

1.试样的品种、形状。

2.炉中温度分布情况-绘制梯温曲线。 3.保温时间。

4.析晶温度上、下限。

5.显微镜下的观察结果,按分析方法图解。

八、思考题

1.玻璃的析晶机理?测定析晶的原理? 2.影响玻璃析晶的因素及防止措施:

3.玻璃析晶温度上、下限在玻璃生产中有何指导意义?

实验三 玻璃的化学稳定性

一、目的要求

1.掌握玻璃耐水性的测试方法; 2.了解玻璃受水侵蚀的机理。

二、实验原理

玻璃的耐水性是指玻璃抵抗水和水汽侵蚀的能力,是玻璃化学稳定性中最重要的一个性能指标。因为大多数的玻璃在水或水蒸气的介质中使用,例如窗玻璃和瓶罐玻璃,经常受到雨水和大气中水汽的侵蚀,玻璃表面发霉,产生斑点,透光率下降。

钠钙硅玻璃与水作用的过程分为两个阶段。第一阶段是玻璃中的Na+离子由内部迁移至表面,进而与水中的H+进行反应;第二阶段是溶出的Na+离子在水溶液中形成NaOH,进而对玻璃的更深一层进行侵蚀,玻璃含Na2O越高,玻璃中溶出的Na+离子越多。因此,水侵蚀的结果就变为碱侵蚀。故,一般含碱玻璃耐水性较差。

粉末法测定玻璃的耐水性是将颗粒度一定的玻璃粉末,在水溶液中侵蚀,以玻璃粉末的重量或转移到溶液中的成分(主要是Na2O)含量来表示测定结果。

粉末法是采用玻璃的新鲜断面进行测定,所以可表示玻璃本身的材料特性,而未考虑玻璃表面的状态。

该方法的特点是快速而简易,但受到多种因素影响。

粉末法测定耐水性的试验结果,一般是以析碱量的多少划分的,有时也以溶液中干渣的含量来划分水解等级。 三、仪器与设备

钢制研钵 50ml容量瓶 恒温水浴

四、试样的准备

称取50g待测试样,用蒸馏水充分洗净并干燥,分成5份。每取一份试样(约10g),在钢制研钵中破碎。用筛孔尺寸为0.42mm及0.25mm的标准筛过筛。

在0.42mm筛上面的拨咯试样重新破碎、过筛,直到全部通过0.42mm筛。如此操作数次,每次破碎及过筛时间都要一致,直至流到0.25mm筛上的玻璃粉末约15g左右,移去0.42mm筛后,再激烈筛分5分钟,以便除去过细的粉末。

将0.42~0.25mm的玻璃粉末铺在光滑的白纸上,用磁铁吸去钵上落下的铁屑。 将玻璃粉末倒在倾斜、光滑的木板上(其大小约为70×55mm),用手轻轻敲击木板上部边缘,圆粒即滚下,而扁平颗粒留在木板上弃去。

将滑落下来的玻璃颗粒撒在黑纸上,借助放大镜用镊子选取大小相近的圆形颗粒,并用无水乙醇洗掉粉尘,在110~120℃的温度下烘干,装在磨口玻璃瓶中,储存在干燥器中备用。

五、实验步骤

称取试样2.0000g三份,分别放在三哥0ml的容量瓶内,用去离子水充满至刻度,塞好玻璃塞,使玻璃粉末均匀地铺在瓶底上。将容量瓶平稳地浸入沸水浴中,浸入深度以过刻度为限。

在水浴恢复沸腾后,保持60分钟,然后将容量瓶浸入冷水中,迅速冷却至室温。若容量瓶内的水挥发,液面下降,则以去离子水补充至刻度,并很好地摇匀。

用移液管吸取25ml溶液,置入100ml锥形瓶中,加入两滴甲基红指示剂,用0.01N盐酸标准溶液滴定至微红色。记录消耗的盐酸标准溶液体积(ml)。

注意:新容量瓶在使用前,应装满去离子水,在沸腾水浴锅中煮沸几次,直至容量瓶本身析碱稳定,该容量瓶才能使用。在每次测试前,也应对容量瓶的碱量进行校正。校正。方法是测定容量瓶装满去离子水后在水浴中煮沸60分钟后的析碱量,对测试结果加以修正。

六、数据处理

以溶液中析出的Na2O含量的多少,换算为每克玻璃析出Na2O的量,并确定玻璃

的耐水等级。

Na2O含量用下式计算:

Na2O=0.01×(V-V1)×30.99=(V-V1)×0.3099 (mg/g玻璃) 式中:V-滴定25ml试液所需0.01N标准演算的用量(ml);

V1-滴定25ml空白试液所需0.01N标准演算的用量(ml) 30.99-1mg当量所含Na2O毫克数。

将三份试样的结果取平均值,按下表数据确定玻璃水解等级。

水解等级 1 2 3 4 5 消耗0.01NHCl体积(ml/g玻璃) 析出Na2O量(毫克/g玻璃) 0~0.10 0.10~0.20 0.20~0.85 0.85~2.00 2.00~3.50 0~0.031 0.031~0.062 0.062~0.264 0.264~0.62 0.62~1.08 一般不考虑玻璃对有效表面积的影响,如果玻璃密度小于2.30g/cm3,为了保持一定的样品表面积,则需对样品称量进行修正。

测试用去离子水不得含有重金属离子,电导率须在1×10-41/Ωcm以下。使用前要在石英容器中煮沸以除去二氧化碳。

七、测试误差

对于1至2级水解的玻璃,在相同条件下测定出两种结果,其相对误差不大于10%;对于3至5级水解的玻璃,在相同条件下测定出两种结果,其相对误差不大于5%。

八、思考题

1. 玻璃的耐水性有几种?各用什么方法测定?

2. 请你预测一下,Na2O浸析量—时间关系曲线的变化趋势,并说明之。

实验四 玻璃透光率和投射光谱曲线的测定 一、目的要求

1.测定玻璃透过率-波长曲线,进一步了解玻璃颜色的实质; 2.掌握玻璃透光率测定方法。