阐述为什么要测试高温粘度,在哪些领域需要对熔体的粘度进行测量。可分为玻璃、陶瓷和合金的熔体粘度几个领域。
高温二氧化硅俗称玻璃是一种无机物,化学式为SiO₂,表面物理特性的表征是控制玻璃质量和了解熔化过程的重要途径和必要手段,尤其是高温下二氧化硅原子间表面张力的表征和常温下分子间相互作用力的表征。高温下表面张力的不同表现为粘度和熔点的不同,常温下分子间相互作用力的不同表现为形貌差异。
二氧化硅的硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,但SiO2不代表一个简单分子,二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比,形成整体玻晶结构,之所以熔点很高,二氧化硅的粘度对数与温度成正比关系。短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合。
粘度是二氧化硅熔体的重要基础物理性能之一,直接影响物质传递效率与渣金分离效果。随时代发展,常规条件下的粘度数据已不能满足科技工作者对本征科学问题的认识,目前即更高温度(2300℃以上)、气氛可控(不同氧势气氛条件下,针对含变价金属氧化物的晶渣体系)、以及更大测试范围(粘度<1mPa‧s,或粘度>10 mPa‧s)条件下的粘度数据,以满足新一代科学技术发展的需要。同时粘度不同的样品,在冷却成型后还表现为成硬度不同、粗糙度不同及表面形貌不同等。对于高温下粘度和常温下粗糙度的系统评价,是研究高温二氧化硅熔化过程原理的必要手段。