低脹玻璃低膨脹玻璃應(yīng)用

只有SiO₂的石英玻璃是最具代表性的低膨脹材料。它是在較易制造的物品中膨脹系數(shù)最小的材料,其室溫附近膨脹系數(shù)約為5×10^-7K^-1,在低溫下將更小,約在-80℃時(shí)膨脹系數(shù)為零,溫度更低時(shí)成為負(fù)的膨脹。石英玻璃的轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)1100℃,高溫下不產(chǎn)生教化變形。SiO₂玻璃的密度為2.2×10³kg·m^-3,比其他玻璃小(如鈉鈣硅玻璃為2.5×10³kg^.m^-3),玻璃構(gòu)造中空隙較多。在這種SiO²中加入其他成分,例如堿金屬氧化物,將有許多氧離子配位修飾離子填充于玻璃枃造的空隙中,且產(chǎn)生非橋氧,形成弱弱的離子結(jié)合,使膨脹系數(shù)增大。

SiO₂中加人TiO₂的TiO₂-SiO₂系玻璃的膨脹系數(shù)更小,室溫下當(dāng)TiO₂含量約為8%時(shí),膨脹系數(shù)達(dá)到零。繼續(xù)加大TiO₂含量就成為負(fù)的膨脹系數(shù)。低溫下該系組成玻璃都為負(fù)的膨脹系數(shù)。

只含這種SiO₂為主成分網(wǎng)絡(luò)形成成分的低膨脹玻璃密度小,結(jié)構(gòu)中空隙較多,可透過氬氣和氫氣,而且這種玻璃主要以共價(jià)鍵結(jié)合,結(jié)合能非常大。因而制造較困難,需在2000℃高溫下熔融,熔液黏度又非常大,不易成形。這種玻璃也可采用化學(xué)氣相蒸法的一種氣煉熱分解法制造。

含許多氧化銅的Cu₂O-Al₂O₃-SiO₂系玻璃的熱膨脹系數(shù),與所謂的派菜克斯玻璃相比更小,接近石英玻璃。該系統(tǒng)玻璃可在1500℃溫度下熔融,是低溫熔融、低膨脹玻璃的實(shí)例。其低膨脹的原因與石英玻璃不同,熔融狀態(tài)下熔液因含Cu₂O,熔點(diǎn)較低,黏度也低,但在冷卻時(shí)分離出接近SiO₂-Al₂O₃的基礎(chǔ)相和含Cu₂O較多的分散相兩相。分散相支配著整體的熱膨脹性。這樣可大致說明低熔融和低膨脹的原因,但還未確定。玻璃中的銅約有70%為1價(jià)陽離子Cu ,殘存的以2價(jià)陽離子Cu² 存在。Cu² 與一般的2價(jià)陽離子有相同的行動(dòng),而Cu² 與其他1價(jià)陽離子的行動(dòng)完全不同。含較多氧化銅玻璃的低膨脹性已確定是由Cu 的異常行動(dòng)造成,Cu 在玻璃中的擴(kuò)散速度很大,空氣中氧化成Cu² ,使化學(xué)耐久性變差,外觀上因含較多氧化銅呈黑色不透明。

低膨脹玻璃的特點(diǎn)之一是耐熱沖擊性強(qiáng),即耐急冷急熱。派萊克斯玻璃組成是以SiO₂為主成分加入少量B2O3、Na₂O,其化學(xué)耐久性長,熱膨脹系數(shù)約為30×10^-7K^-1,是普通玻璃的1/3。因此成為耐熱玻璃,用于燒杯等理化器皿、餐具、廚具、咖啡保溫壺等。派萊克斯玻璃可耐100℃程度的急冷急熱,但一般不能承受200℃以上的熱沖擊。

石英玻璃與上述玻璃相比,熱膨脹系數(shù)更小,玻璃轉(zhuǎn)變溫度也高,因此將其紅熱的制品放入冷水中也不會(huì)炸裂。即使加熱至1100℃高溫也幾乎不變形。因具有這些優(yōu)良的耐熱性能,石英玻璃在許多方面具有多種用途。如在高溫下使用的理化器皿和精密的測量儀器,以及水銀燈等特殊電光源玻璃都使用石英玻璃。在高溫下進(jìn)行精密測量要求熱膨脹系數(shù)盡量接近于零,需要耐熱性高的玻璃。DTA、DSC、TMA等熱分析儀器必須使用石英玻璃。由于石英玻璃具有優(yōu)良的熱特性、包括其他優(yōu)良的功能特性,因此它成為最具代表性的功能玻璃。

含TiO₂的SiO₂-TiO₂系玻璃具有更小的膨脹系數(shù),膨脹系數(shù)接近于零。調(diào)整TiO₂的含量可制作零膨脹玻璃,應(yīng)用于大型天文反射望遠(yuǎn)鏡的鏡體。即使由于無法避免的氣溫溫度發(fā)生變化,該玻璃的高倍率咸像也不產(chǎn)生變形。

哈物太空望遠(yuǎn)鏡的鏡片(和和大多數(shù)大型望遠(yuǎn)鏡一樣)由特殊的低膨脹玻璃制成,這種玻璃在溫度變化下膨脹和收縮的程度不大。這種玻璃表面涂有純鋁(厚度為8.3納米)和氟化鎂(厚度為25納米),可以反射可見光、紅外線和紫外線主鏡重828千克,副鏡重12.3千克。

強(qiáng)度脹接基本原理

液壓脹接與液袋脹接的基本原理相同，都是利用液體壓力使換熱管產(chǎn)生塑性變形。橡膠脹接是利用機(jī)械壓力使特種橡膠長度縮短，直徑增大，從而帶動(dòng)換熱管擴(kuò)張達(dá)到脹接的目的。爆炸脹接是利用炸藥在換熱管內(nèi)有效長度內(nèi)爆炸，使換熱管貼緊管板而達(dá)到脹接目的。這些脹接方法具有生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，密封性能好等特點(diǎn)。

強(qiáng)度脹接主要適用

強(qiáng)度脹接主要適用于設(shè)計(jì)壓力小于等于4.0MPa；設(shè)計(jì)溫度小于等于300°C；操作中無劇烈振動(dòng)、無過大溫度波動(dòng)及無明顯應(yīng)力腐蝕等場合。

強(qiáng)度脹接簡介

是指保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的脹接。常用的脹接有非均勻脹接（機(jī)械滾珠脹接）和均勻脹接（液壓脹接、液袋脹接、橡膠脹接和爆炸脹接等）兩大類。

強(qiáng)度脹接脹接方法

機(jī)械滾珠脹接為最早的脹接方法，到2012年仍在大量使用。它利用滾脹管伸入插在管板孔中的管子的端部，旋轉(zhuǎn)脹管器使管子直徑增大并產(chǎn)生塑性變形，而管板只產(chǎn)生彈性變形。取出脹管器后，管板彈性恢復(fù)，使管板與管子間產(chǎn)生一定的及壓力而貼合在一起，從而達(dá)到緊固與密封的目的。

黏粒成分主要由親水性礦物組成具有顯著脹縮性的黏性土，習(xí)慣稱為膨脹土。膨脹土一般強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是建筑性能較好的地基土。當(dāng)膨脹土成為建筑物地基時(shí)，如果對它的脹縮性缺乏認(rèn)識(shí)，或在設(shè)計(jì)和施工中沒有采取必要的措施，結(jié)果會(huì)給建筑物造成危害，尤其對低層輕型的房屋或構(gòu)筑物及土工建筑物帶來的危害更大。2100433B