Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВИРТ Лаб вирт ФХС ДАВАТЬ СТУДЕНТАМ проверен...doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
16.11.2019
Размер:
1.73 Mб
Скачать

2. Общий характер температурной зависимости вязкости.

Общий характер кривой зависимости вязкости от обратной температуры (в К) показан на рис. 1.1.

Вязкость стекломассы в широком интервале её значений (от 1013 до 101 П) приближенно описывается уравнением Таммана-Фогеля-Фульчера (ТФФ)

lgη = A + B/(T-T0). (1)

Уравнение содержит три подбираемых постоянных: A, B и Т0. Значение T0 всегда ниже температуры стеклования. Однако ошибки, вносимые таким приближением, всегда знакопеременны. При высоких значениях вязкости в указанном интервале рассчитанные значения превышают измеренные, при средних значениях они ниже них, при малых значениях вязкости рассчитанные значения также превышают измеренные.

Причина таких несоответствий в том, что в области размягчения и отжига (1015-~109П) чаще всего экспериментально наблюдается прямолинейная зависимость «lgη – 1/T» с большим наклоном:

lgη = A' + B'/T. (2)

Здесь температура всегда в К.

В области жидкого состояния чаще всего наблюдается аналогичная зависимость с существенно меньшим наклоном. Эти случаи явно не удовлетворяют уравнению ТФФ. Переход от одной экспоненциальной зависимости к другой может происходить в интервале ~109 – 104 П, границы такого перехода размыты и зависят от состава стекла и его структуры.

По этой причине точность измерений вязкости в области температур размягчения и отжига должна быть максимально возможной.

Рис. 1.1. Общий тип зависимости вязкости от обратной температуры (схема).

1 – область состояния стекла, 2 – область размягченного состояния,

3 – область жидкого состояния.

Если в области размягчения и отжига прямолинейная зависимость «lgη – 1/T» не выполняется, то в этом случае используют также уравнение ТФФ, причём его справедливость, естественно, будет оправданной именно для области измеренных температур. Постоянные A, B и Т0 ни в коем случае не могут быть использованы для оценки зависимости вязкости от температуры в области жидкого состояния.

Для расчёта верхней и нижней температур отжига, однако, оказывается достаточно воспользоваться либо параметрами экспоненциальной зависимости (2) (если именно таковая лучше всего описывает кривую

вязкости в области выше 108 – 109 П), либо параметрами уравнения ТФФ (1), если именно эта зависимость оказывается более точной.

При расчёте нижней температуры отжига, соответствующей вязкости 1016П, следует использовать закон, определяющий изменение измеренной вязкости в области верхней температуры отжига (1013 – ~109П). Причина в том, что в процессе отжига стекло переходит в метастабильную жидкость, фиктивная температура стекла снижается до температур, соответствующих вязкости 1016П. Излом кривой между областями 1 и 2, который на рис. 1.1 соответствовал фиктивной температуре, находящейся около Тg (~1013П), смещается до нижней температуры отжига. Таким образом, мы обоснованно распространяем закон, установленный для области метастабильной жидкости, на область более низких температур.

В этой работе для простоты мы будем полагать, что в этой области температур справедлив экспоненциальный закон (2). Это соответствует богатой практике таких расчётов. Зависимость вида уравнения Таммана-Фогеля-Фульчера (уравнение (1)) для области стеклования встречается реже и возможность её предпочтения устанавливается сразу при анализе экспериментальных данных как несоблюдение закона (2).