摘 要

21世纪以来，电子科技、建筑、武器装备、航天航空日新月异，人们对于耐热防火玻璃的要求也变得越来越高。硼硅酸盐玻璃（高硼硅类）能满足这些领域对玻璃性能的要求，是近年来行业内研究和关注的热点。但是高硼硅玻璃由于熔化温度高，对耐火材料侵蚀严重，ZrO₂易溶解到玻璃中从而改变其使用性能和工艺性能。表面张力是玻璃生产制造过程中重要工艺性质之一，可影响玻璃熔化，澄清，均化和成形等工艺过程。本文以高硼硅玻璃表面张力为研究对象，利用高温表面张力测试仪，采用外加法重点探讨ZrO₂含量对高硼硅玻璃表面张力的影响。研究结果表明:当ZrO₂含量从0增加到3wt%时，玻璃的高温表面张力随着ZrO₂含量的增加单调递增。同时，随着温度的升高表面张力逐渐降低。

关键词：二氧化锆；硼硅酸盐玻璃；表面张力

Abstract

Since the 21st century, electronic technology, architecture, weaponry, aerospace are developing fast,the requirements of heat-resistant and fire resistant glass for people are becoming increasingly high.In recent years, the industry's research and attention is borosilicate glass (borosilicate class) which can meet these performance requirements in the field of glass. Due to the high melting temperature,Borosilicate glass severe serious erosion to refractory.ZrO₂ which is easy to dissolve into the glass will change its performance and process performance.Surface tension is one of the glass manufacturing process important technological properties.It can affect the glass melting, clarification, homogenization and molding and other processes.This paper selects borosilicate glass surface tension for the study,with the surface tension tester, using the applied method to focusing on different content of ZrO₂ does what effect on borosilicate glass surface tension.Research indicates:When the content of ZrO₂ increase from 0 wt% to 3 wt%,the hot surface tension of the glass with ZrO₂ content increases monotonically, And decreases with increasing temperature.

Key words：zirconium dioxide；Borosilicate glass；Surface Tension

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1耐热防火玻璃 1

1.1.1世界耐热防火玻璃 1

1.1.2我国的耐热防火玻璃 3

1.2表面张力 4

1.2.1表面张力测试方法 4

1.2.2表面张力与组成的关系 6

1.2.3表面张力与温度的关系 7

1.2.4表面张力对玻璃生产的影响 7

1.3氧化锆对硼硅酸盐玻璃性质的影响 8

1.3.1硼硅酸盐玻璃结构 8

1.3.2氧化锆在玻璃结构中的作用 9

第2章 实验过程 11

2.1实验用仪器设备 11

2.2样品制备 11

2.3表面张力的测试和计算 12

2.3.1表面张力测试 13

2.3.2表面张力的计算 13

2.3.3实验结果 14

第3章 实验结果分析与讨论 15

3.1 ZrO₂对硼硅酸盐玻璃表面张力的影响 15

3.2测试结果与经验计算公式计算结果的比较 16

3.3 ZrO₂对硼硅酸盐玻璃结构的影响 18

第4章 结论 19

参考文献 20

致谢 21

绪论

本论文研究的高硼硅玻璃是以SiO_２、Na₂O、B_２O_３和Al₂O₃为主要组成的硼硅酸盐玻璃，属于派莱克斯类玻璃。该组成玻璃具有优良的电学性质、耐热性能和化学稳定性，可应用于建筑防火材料，家用电器耐热面板，平板显示器用基板和盖板，太阳能电池盖板等领域。本课题重点研究ZrO₂含量对其高温表面张力的影响。

1.1耐热防火玻璃

1.1.1世界耐热防火玻璃

上个世纪70年代，耐热防火玻璃在欧洲横空出世，这种特种玻璃在特定的耐火材料试验下，还能完美保持它的隔热性和完整性。耐热防火玻璃除了能够阻挡热辐射之外，在发生火灾的时候，它还能及时阻止火焰的蔓延。当它周围有火焰的时候，它就变成了火焰的一道屏障，能承受住1h的灼烧，为人员的撤离提供宝贵的时间，对于保护火灾现场的生命安全具有重要作用。

国际上首先出现耐热防火玻璃的是英国市场，当前对于耐热防火玻璃的制造、应用及开发，欧美市场已经走在了世界前列。它主要具有三大应用领域:一是军事、科研等国防设施；二是交通工具防火设施；三是基本民用建筑防火设施。

当前，国际上主要生产国有:日本、德国、法国、比利时，中国及英国等。下面是一些国际耐热防火玻璃发展概况：

（一)英国的耐热防火玻璃

在英国，最先开始开发并生产耐热防火玻璃的企业是皮尔金顿公司。这家公司主要有三大类型的玻璃比较闻名：复合型耐热防火玻璃、夹丝网耐热防火玻璃及夹层安全耐热防火玻璃。

（1）复合型耐热防火玻璃：是在两片玻璃之间注入一种膨胀填料而形成的玻璃。根据防火时间，可分为30min和60min两种。这种产品的厚度为8-29毫米，并能做成有着隔热、防火、防噪音等多功能的耐热防火玻璃。

（2）夹丝网耐热防火玻璃：是一种中间夹有金属丝网并且通过浇注法工艺制成的耐热防火玻璃，在它的耐热防火阻燃可以达到120分钟之外，它还有着使用便捷、易于切割，用途非常广泛、良好的抗冲击强度等优点。