玻璃實驗總結報告

2021-03-04 05:04:53 字數 3029 閱讀 4779

玻璃綜合性設計實驗——實驗總結報告

湖藍色玻璃材料的製備及效能測定

班級:無非0901

姓名:班碩、林世澤、姜雪濤、侯喜財、陳洪輝

指導老師:馬晶

日期:2023年12月14日

瀋陽化工大學材料科學與工程學院

一、 實驗原料、儀器、裝置

原料:碳酸鈉(na2co3);硼酸(h3bo3);氧化銅(cuo);

裝置:ssg-12-16c電阻爐、**-2.8-12馬弗爐、天平、切割機、小電爐、g2x-9146mbe數顯鼓風乾燥箱、2a系列密度天平、分光光度計;

儀器:研缽、篩子、白紙、瓷質坩堝(20ml、50ml)、坩堝鉗、石棉手套、護目鏡、加料勺、成型模具、樣品袋、砂紙(100目、360目)、燒杯、拋光介質(鐵粉)、滴定瓶(25ml)。

二、實驗方案

本實驗為na2o-b2o3二元系統,設計不同的na20/b2o3(結合硼反常現象觀察不同含量的na20對玻璃的真密度、表觀密度的影響),得表:

表1mol%

根據不同含量的著色劑,以1#、2#組分為基礎,新增不同含量的氧化銅(用以觀察不同含量的著色劑對玻璃透光率的影響),得表:

表2mol%

三、配方計算

以熔製100g玻璃為基準,1#的配方計算過程如下:

將1#中組分的摩爾分數轉換為質量分數(b2o3相對分子質量為70,na2o為62);

m:b2o3—84x70=5880g;

m:na2o—16x62=992g;

∑:5880+992=6872g;

質量分數:w(na2o)—x100%=14.44%

w(b2o3)—x100%=85.56%

b2o3由硼酸引入(h3bo3),na20由naco3引入;

需要硼酸的質量為:85.56%x100x=151.56g;

需要碳酸鈉的質量為:14.44%x100x=24.69g;

∑:151.56+24.69=176.25g

以相同的計算過程計算2#、3#、4#、5#、6#,得其原料質量如表:

表3g四、玻璃的熔製

1、玻璃配合料的製備

由表3所計算的配方,將所用的各原料按照一定比列稱量、混合,具體步驟如下:

①將以準備好的硼酸和碳酸鈉按照測量的順序放在天平旁待測。

②校準天平,要求精確到0.01g,同時準備好配合料研磨所需要的器具,研缽、白紙、研磨棒。

③依照表3計算的原料質量進行準確稱取,稱量後放在白紙上並做上標記。

④將稱量好的原料倒入研缽中,進行充分的研磨,攪拌均勻。

2、玻璃的熔製、成型、退火

na2o-b2o3二元系統玻璃的熔製溫度在650~800℃,坩堝爐設定程式為1000℃將混合好的各組原料分別加入到50ml的瓷質坩堝中,在1000℃時放入坩堝爐.間隔5min加料一次,共加料3次,在1000℃保溫10min, 10min後取出倒入以預熱的模具中,稍許,放入450℃的馬弗爐中進行退火處理,退火30min.

工藝制度如圖:

圖13、玻璃試樣的製備

本實驗共測了三種不同性質,分別為表觀密度、真密度、光譜。

1 針對表徵密度,將實驗過程中的部分廢品,如不成形的小塊兒進行測量,所以不需要加工。

2 真密度的測量,用滴定瓶和水浴的方法操作,將以標記的樣品進行研磨,並過6目的篩子,將玻璃試樣砸碎並研磨成細小顆粒。

3 光譜的測定要求較高,研磨成寬x長為14x35mm的玻璃樣,由於厚度太薄,不好操作,遂厚度未處理,然後再研磨機上進行研磨,分別用100目、360目研磨,研磨之後再拋光機上進行拋光(拋光採用毛氈材質的拋光碟和鐵粉作為介質),將處理好的樣品保留,待測。

五、玻璃的效能測試

⑴、表觀密度(本實驗採用2a系列密度天平)

①1#、2#、3#的樣品準備,用酒精擦洗,烘乾待用。(1#、2#、3#各三個樣品)。

②本實驗採用的是真密度天平,實驗開始前組裝裝置,並進行預熱處理。

③將實驗裝置中的燒杯裝滿水放置在裝置底座上,組裝好儀器,小托盤和漏網裝置好。

④調整模式,出現solid-1,待出現0.000g時,將待測樣品放置在測量托盤上,穩定後置零,再次顯示solid-2,當出現0.000g時,將托盤上的樣品小心的取下並放在沒在水中的漏網上,螢幕將顯示solid-3,待穩定後,將出現乙個非零資料,記錄該資料。

⑤每個組分有三個樣品,分別測量即每個樣品測量三次,取平均數。

⑥將測量好的資料記錄在表。

表4(2)真密度(本實驗採用g2x-9146mbe鼓風烘乾機、電爐、分析天平)

1 將1#、2#、3#樣品各乙份砸碎,研磨,並過6目的篩子,用紙包包好。

2 三份基礎玻璃顆粒在分析天平上稱重(2g),每份稱取兩份。

3 將比重瓶(25ml)放在真空烘乾箱中烘乾,並將大燒杯盛滿水在電爐上煮沸,排除其中的氣泡。

4 待比重瓶烘乾後,將2g的各樣品放在比重瓶中,並在分析天平上稱量,記錄資料。

5 將排完氣的水(冷卻以後)倒入裝滿樣品的比重瓶中,並在電爐上排氣,片刻之後,待比重瓶中的試樣排完氣之後,放在室溫下,冷卻。

6 冷卻之後,將比重瓶放在分析天平上稱量,記錄資料。

7 將比重瓶洗淨,在真空烘箱內烘乾,取出後,往比重瓶中倒入排過氣的水,並在分析天平上稱重,記錄資料。

8 資料處理

表5gm0——空瓶質量; m1——空瓶+樣品質量;m2——空瓶+樣品+水的質量;m3——空瓶+水質量;

由公式:

對**中的資料進行計算,得出下表:

表6(3)光譜(本實驗採用分光光度計)

1 在2#、4#、5#、7#樣品中選擇無缺陷,表觀完好的樣品,在研磨機上研磨,分別用100目和360目的磨片研磨,研磨成長x寬為35x14mm的片狀,之後用鐵粉在毛氈上進行拋光,拋光成表面光滑,無條紋。

2 開啟分光光度計,對分光光度計進行預熱20min。

3 用蘸有酒精的棉花擦洗樣品表面,手持樣品邊緣,將其插入到暗盒內的第二個卡槽內,將一起調整在測量光譜的模式下,將沒有樣品的卡槽推至光路中,設定波長為380nm,校準,調整,當「0」和「100%」位穩定後,將第二個卡槽拉至光路中,螢幕顯示資料即為相應波長下樣品的透光率。

4 將波長範圍定在380-760nm間,每次測量波長的間隙為20nm,記錄該組資料。

5 整理列表。

表7 nm

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