- •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 2 Измерение малых вязкостей интервала стеклования
(109 -108 П).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение особенностей измерений малых значений вязкости методом вдавливания инденторов
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО К15.
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ В РАБОТЕ:
1. Получить понятие об особенностях измерений малых значений вязкости методом вдавливания инденторов.
2. Выработать практику рационального выбора диаметра индентора, нагрузки и шага отсчёта деформации при измерениях малых значений вязкости стеклообразующей жидкости.
3. Изучить особенности обработки экспериментальных данных по измерениям деформаций при измерениях вязкости в области 109 - 108П.
4. Рассчитать величину вязкости из полученного набора сочетаний
«время- величина деформации».
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
1. Обоснование необходимости знания вязкости стеклообразующей жидкости.
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 надёжно, чтобы производить экстраполяцию в область значений вязкости, недоступной для простых измерений.
Значения вязкости от ~109П и меньшие открывают область значений, важных для технологических процессов, связанных с изменением формы (вытяжка волокна, спекание, изгибы, и пр.). Эта область значений чаще всего отличается от области собственно температур отжига тем, что при соответствующих этим вязкостям температурах начинаются отклонения от той температурной зависимости, которая была в области отжига. Поэтому прецизионные измерения здесь имеют целью также нахождение температурной границы использования низкотемпературных законов (например, простой экспоненты).