Wyznaczanie krzywej lepkości szkła na podstawie pomiarów dylatometrycznych

• Autorzy: Środa Marcin , Świontek Szymon

Warianty tytułu

EN

Determination of the course of the glass viscosity curve based on dilatometric measurements

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Lepkość szkła jest głównym parametrem technologicznym, który decyduje o możliwości przechłodzenia stopu i otrzymania materiału w postaci amorficznej. Wpływa również na sam proces produkcji wyrobów szklanych, który musi być dostosowany do krzywej lepkości. Zmiana lepkości odbywa się w szerokim zakresie, dla szkła krzemianowego od ok. 1020 dPa•s w temperaturze pokojowej do ok. 102 dPa•s w temperaturze topienia i klarowania, tj. ok. 1550 °C. Dla każdego zakresu temperatur stosuje się inną metodę pomiaru lepkości. Szczególnie trudno wyznaczyć lepkość w zakresie odprężania, transformacji i mięknięcia, gdyż stosuje się w tym przypadku metody izotermiczne wymagające osiągnięcia stanu równowagi. W niniejszej pracy zaproponowano nieizotermiczną (dynamiczną) metodę szacowania lepkości z pomiaru dylatometrycznego, opartą o analizę przebiegu zmian krzywej pomiarowej w zakresie powyżej punktu dylatometrycznego mięknięcia. Dokonano porównania wyników uzyskanych tą metodą, przy użyciu analizatora termomechanicznego (TMA), z wyznaczonymi krzywymi lepkości za pomocą wiskozymetru VIS 402 firmy Bahr.

EN

The viscosity of glass is the main technological parameter that determines the possibility of undercooling the melt and obtaining the material in amorphous form. It has also the significant effect on the glass production process, which must be adapted to the viscosity curve. The viscosity change takes place in a wide range for silicate glass from about 1020 dPa•s at room temperature to about 102 dPa•s at melting and clarifying temperature, i.e. about 1550 °C. A different method of measuring viscosity have to be involved for each temperature range. It is particularly difficult to determine the viscosity in the range of annealing, transformation and softening, because in this case isothermal methods requiring equilibrium are used. In this paper, a non-isothermal (dynamic) method of estimating viscosity from dilatometric measurement is proposed, based on the analysis of the course of changes in measuring curve in the range above the dilatometric softening point. The results obtained by this method, using a thermomechanical analyzer (TMA), were compared with the viscosity curves determined using a Bahr VIS 402 viscometer.

Słowa kluczowe

PL

lepkość; szkło; dylatometria; TMA; właściwości termiczne

EN

viscosity; glass; dilatometry; TMA; thermal properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 3
• Strony: 248--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Środa Marcin

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Świontek Szymon

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Málek, J., Svoboda, R., Pustková, P., Čičmanec, P.: Volume and enthalpy relaxation of a-Se in the glass transition region, J. Non-Cryst. Solids, 355, (2009), 264–272.
• [2] Jackson, K. A., Uhlmann, D. R., Hunt, J. D.: On the nature of crystal growth from the melt, J. Cryst. Growth, 1, (1967), 1–36.
• [3] Batchelor, G. K.: Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, Cambridge (2012).
• [4] Aris, R.: Vectors, Tensors and the Basic Equations of Fluid Mechanics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1965).
• [5] Vogel, D. H.: The temperature dependence law of the viscosity of fluids, Phys. Z., 22, (1921), 645–646.
• [6] Fulcher, G. S.: Analysis of recent measurements of the viscosity of glasses, J. Am. Ceram. Soc., 8, (1925), 339–355.
• [7] Tammann, G., Hesse, W. : Die Abhängigkeit der Viscosität von der Temperatur bie unterkühlten Flüssigkeiten, Z. Anorg. Allg. Chem., 156, (1926), 245–257.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).