玻璃是一種無長程有序結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。這種無序性使玻璃不同于晶體固體。例如,當(dāng)二氧化硅緩慢冷卻并通過結(jié)晶溫度時,晶體得以形成,使得固體在整個材料中具有幾何結(jié)構(gòu)。而當(dāng)二氧化硅被加熱后快速冷卻時,其有序的晶體結(jié)構(gòu)無法重新形成,因而變?yōu)闊o定形固體(玻璃)。[1]
玻璃在熔化過程中會經(jīng)歷不同的轉(zhuǎn)變。玻璃轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)和結(jié)晶溫度都是玻璃成型過程的一部分。仔細(xì)操作這些步驟對形成無應(yīng)力的玻璃產(chǎn)品至關(guān)重要。
**玻璃轉(zhuǎn)變溫度**
玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)表示無定形材料從硬脆狀態(tài)過渡到隨著溫度升高變?yōu)檎承誀顟B(tài)的溫度范圍。[2] 在Tg以上,固體開始表現(xiàn)出粘彈性特性。當(dāng)無序分子低于Tg時,它們的能量較少,施加應(yīng)力時分子無法移動到新的位置。而在Tg以上,分子擁有更多的動能,可以移動以緩解施加的應(yīng)力。[3] 退火溫度是根據(jù)玻璃轉(zhuǎn)變溫度選擇的,以便在玻璃完全冷卻之前釋放任何應(yīng)力。
**Littleton軟化點(diǎn)**
玻璃的Littleton軟化點(diǎn)(Ts)是指玻璃在自身重量下開始流動的溫度。隨著玻璃加熱,玻璃更容易流動。流動阻力被稱為粘度。在軟化點(diǎn)處,玻璃的粘度為107.6泊。[4] 這個點(diǎn)通常用來定義玻璃的工作范圍。當(dāng)玻璃達(dá)到軟化點(diǎn)時,它是可塑的,但并沒有完全熔化。
**結(jié)晶溫度**
結(jié)晶溫度(Tx)表示結(jié)晶的開始。結(jié)晶是形成固體的過程,分子高度有序地排列成一種稱為晶體的幾何結(jié)構(gòu)。這一過程分為兩個步驟。第一步是成核,即“種子”形成。成核可以受到基體內(nèi)次相形成或引入外部物質(zhì)(如坩堝中的顆粒)的影響。第二步是晶體生長,即圍繞最初的成核點(diǎn)分層生長。[5] 結(jié)晶使熔體降至較低的能量狀態(tài)。如果熔體結(jié)晶,它就不會成為玻璃,因?yàn)椴A且环N無序固體。通過快速淬火穿過玻璃轉(zhuǎn)變區(qū)域可以避免結(jié)晶。
**熱膨脹系數(shù)**
熱膨脹系數(shù)(CTE)描述了材料在溫度變化時形狀、面積和體積的變化。[6] 熱是一種動能。當(dāng)材料受熱時,其動能增加,導(dǎo)致分子以更高的頻率振動。分子因此占據(jù)比平時更多的空間。相反,當(dāng)材料冷卻時,分子的動能減少,收縮并占據(jù)更少的空間。在將不同部件粘合在一起時,CTE非常重要。使用玻璃密封不同固體時,必須匹配CTE。兩種不同的材料和密封玻璃應(yīng)具有相同或相似的CTE,以防止密封破裂。
Mo-Sci公司憑借廣泛的玻璃知識和研究經(jīng)驗(yàn),成為定制開發(fā)需求的理想合作伙伴。Mo-Sci與多個行業(yè)的公司合作,針對獨(dú)特應(yīng)用創(chuàng)造了定制的玻璃解決方案。聯(lián)系我們了解更多信息,看看我們?nèi)绾螢槟南乱粋€玻璃產(chǎn)品提供幫助。[8]