- •1. Обоснование необходимости знания вязкости стеклообразующей жидкости.
- •2. Основные виды температурной зависимости вязкости.
- •3. «Длина» стеклообразующего расплава, её смысл и способы расчёта.
- •4. Основные сведения об используемом методе измерения вязкости.
- •1. Подготовка к измерению вязкости.
- •2. Измерения.
- •2. Последовательность проведения значащего измерения.
- •3. Полезные приёмы измерений.
- •5. Алгоритм расчёта логарифма вязкости по полученным замерам τi.
- •Лабораторная работа 2 Измерение малых вязкостей интервала стеклования
- •1. Обоснование необходимости знания вязкости стеклообразующей жидкости.
- •2. Основные виды температурной зависимости вязкости.
- •3. Основные сведения об используемом методе измерения вязкости.
- •1. Подготовка к измерению вязкости.
- •2. Измерения.
- •2. Последовательность проведения значащего измерения.
- •3. Полезные приёмы измерений.
- •5. Алгоритм расчёта логарифма вязкости по полученным замерам τi.
- •Лабораторная работа № 3 Расчёт верхней и нижней температур отжига стекол и характеристик «длины» стеклообразующего расплава по результатам измерений вязкости.
- •1. Значение вязкости стеклообразующей жидкости для материаловедения.
- •2. Общий характер температурной зависимости вязкости.
- •3. «Длина» стеклообразующего расплава, её смысл и способы расчёта.
- •Лабораторная работа № 4 Расчёт размера мостикового атома в силикатных стеклах по вязкости и модулю сдвига.
- •1. Обоснование необходимости знания природы вязкого течения стеклообразующей жидкости.
- •2. Температурная зависимости вязкости.
- •3. Вязкость в области температур стеклования.
- •4. Механизм вязкого течения стекол в аспекте природы стеклообразного состояния.
- •5. Свободная энергия активации.
- •6. Связь объема мостиковых атомов и мгновенного модуля сдвига.
- •Лабораторная работа № 5 Расчёт полноты стабилизации свойств стекла в процессе изотермического отжига.
- •1. Изменение свойств стекол во времени в изотермических условиях.
- •2. Зависимость температуры стеклования от скорости охлаждения расплава.
- •4. О соотношении Максвелла.
- •5. Оценка времени достижения равновесного состояния в процессе отжига.
- •6. Отжиг оптических стекол.
Лабораторная работа № 3 Расчёт верхней и нижней температур отжига стекол и характеристик «длины» стеклообразующего расплава по результатам измерений вязкости.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Овладение приемами анализа экспериментальных данных по вязкости с целью расчёта температур отжига стекол и характеристик «длины» стеклообразующего расплава.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: СТЕКЛА ОПТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ В РАБОТЕ:
1. Получить понятие о приемах анализа данных с целью их использования для расчёта температур отжига стекол и меры «длины» стеклообразующего расплава.
2. Выработать практику анализа данных по вязкости и расчёта температур отжига стекол, меры «длины» стеклообразующего расплава.
3. Рассчитать значения нижней и верхней температур отжига и характеристик «длины» стеклообразующего расплава на основании конкретного набора экспериментальных данных.
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
1. Значение вязкости стеклообразующей жидкости для материаловедения.
Времена структурной релаксации, определяющие реальные скорости процессов отжига и процессов, происходящих при варке стекла, из-за
экспериментальных и теоретических трудностей могут быть найдены с чрезвычайно большим трудом. Однако благодаря взаимосвязи времени релаксации, мгновенного модуля сдвига (который не сильно меняется с температурой) и вязкости, которая даётся соотношением Максвелла (η = F∞·τM), величины вязкости достаточно точно передают температурную зависимость времен релаксации в весьма широком интервале температур. Поэтому все технологические процессы привязывают к определенным значениям вязкости, а температуру стеклования принимают примерно соответствующей вязкости 1012 Па·с (1013 дПа·с или 1013 П).Ниже для простоты мы будем величины вязкости выражать только в пуазах, (П). Эта единица соответствует измерению времени в с, длины в см, массы в г.
Измерения вязкости по этой причине имеют первостепенное значение для характеристики каждого состава стекла, важного для практики.
Указанные выше значения вязкости, соответствующие температуре стеклования, необходимы для построения температурно-временного режима отжига стекла. Верхнюю температуру отжига принимают соответствующей вязкости 1013П. При более низких температурах находится область ответственного охлаждения (тонкого отжига), для которой скорость охлаждения выбирают такой, чтобы в стекле успевал происходить процесс структурной релаксации и устанавливаться равновесный показатель преломления. Нижняя граница области температур тонкого отжига принята соответствующей вязкости 1016 П.
Понятно, что необходимо знать характер температурной зависимости вязкости в указанных интервалах. Однако измерения больших значений вязкости (более 1014 П) чрезвычайно осложнены их продолжительностью. Поэтому необходимо наиболее точно измерить вязкость в доступной для измерений области. Нужно быть уверенным, что температурный закон изменения вязкости здесь установлен достаточно надежно, чтобы производить экстраполяцию в область значений вязкости, недоступной для простых измерений. С другой стороны, необходимо быть уверенным, что при выборе данных для нахождения закона такой экстраполяции в рассмотрение не попали данные из более высокотемпературной области (вязкость ~109 П и менее), которые по объективным обстоятельствам не должны соответствовать низкотемпературной закономерности.