低胀玻璃低膨胀玻璃应用

只有SiO₂的石英玻璃是最具代表性的低膨胀材料。它是在较易制造的物品中膨胀系数最小的材料,其室温附近膨胀系数约为5×10^-7K^-1,在低温下将更小,约在-80℃时膨胀系数为零,温度更低时成为负的膨胀。石英玻璃的转变温度高达1100℃,高温下不产生教化变形。SiO₂玻璃的密度为2.2×10³kg·m^-3,比其他玻璃小(如钠钙硅玻璃为2.5×10³kg^.m^-3),玻璃构造中空隙较多。在这种SiO²中加入其他成分,例如碱金属氧化物,将有许多氧离子配位修饰离子填充于玻璃枃造的空隙中,且产生非桥氧,形成弱弱的离子结合,使膨胀系数增大。

SiO₂中加人TiO₂的TiO₂-SiO₂系玻璃的膨胀系数更小,室温下当TiO₂含量约为8%时,膨胀系数达到零。继续加大TiO₂含量就成为负的膨胀系数。低温下该系组成玻璃都为负的膨胀系数。

只含这种SiO₂为主成分网络形成成分的低膨胀玻璃密度小,结构中空隙较多,可透过氩气和氢气,而且这种玻璃主要以共价键结合,结合能非常大。因而制造较困难,需在2000℃高温下熔融,熔液黏度又非常大,不易成形。这种玻璃也可采用化学气相蒸法的一种气炼热分解法制造。

含许多氧化铜的Cu₂O-Al₂O₃-SiO₂系玻璃的热膨胀系数,与所谓的派菜克斯玻璃相比更小,接近石英玻璃。该系统玻璃可在1500℃温度下熔融,是低温熔融、低膨胀玻璃的实例。其低膨胀的原因与石英玻璃不同,熔融状态下熔液因含Cu₂O,熔点较低,黏度也低,但在冷却时分离出接近SiO₂-Al₂O₃的基础相和含Cu₂O较多的分散相两相。分散相支配着整体的热膨胀性。这样可大致说明低熔融和低膨胀的原因,但还未确定。玻璃中的铜约有70%为1价阳离子Cu ,残存的以2价阳离子Cu² 存在。Cu² 与一般的2价阳离子有相同的行动,而Cu² 与其他1价阳离子的行动完全不同。含较多氧化铜玻璃的低膨胀性已确定是由Cu 的异常行动造成,Cu 在玻璃中的扩散速度很大,空气中氧化成Cu² ,使化学耐久性变差,外观上因含较多氧化铜呈黑色不透明。

低膨胀玻璃的特点之一是耐热冲击性强,即耐急冷急热。派莱克斯玻璃组成是以SiO₂为主成分加入少量B2O3、Na₂O,其化学耐久性长,热膨胀系数约为30×10^-7K^-1,是普通玻璃的1/3。因此成为耐热玻璃,用于烧杯等理化器皿、餐具、厨具、咖啡保温壶等。派莱克斯玻璃可耐100℃程度的急冷急热,但一般不能承受200℃以上的热冲击。

石英玻璃与上述玻璃相比,热膨胀系数更小,玻璃转变温度也高,因此将其红热的制品放入冷水中也不会炸裂。即使加热至1100℃高温也几乎不变形。因具有这些优良的耐热性能,石英玻璃在许多方面具有多种用途。如在高温下使用的理化器皿和精密的测量仪器,以及水银灯等特殊电光源玻璃都使用石英玻璃。在高温下进行精密测量要求热膨胀系数尽量接近于零,需要耐热性高的玻璃。DTA、DSC、TMA等热分析仪器必须使用石英玻璃。由于石英玻璃具有优良的热特性、包括其他优良的功能特性,因此它成为最具代表性的功能玻璃。

含TiO₂的SiO₂-TiO₂系玻璃具有更小的膨胀系数,膨胀系数接近于零。调整TiO₂的含量可制作零膨胀玻璃,应用于大型天文反射望远镜的镜体。即使由于无法避免的气温温度发生变化,该玻璃的高倍率咸像也不产生变形。

哈物太空望远镜的镜片(和和大多数大型望远镜一样)由特殊的低膨胀玻璃制成,这种玻璃在温度变化下膨胀和收缩的程度不大。这种玻璃表面涂有纯铝(厚度为8.3纳米)和氟化镁(厚度为25纳米),可以反射可见光、红外线和紫外线主镜重828千克,副镜重12.3千克。

强度胀接基本原理

液压胀接与液袋胀接的基本原理相同，都是利用液体压力使换热管产生塑性变形。橡胶胀接是利用机械压力使特种橡胶长度缩短，直径增大，从而带动换热管扩张达到胀接的目的。爆炸胀接是利用炸药在换热管内有效长度内爆炸，使换热管贴紧管板而达到胀接目的。这些胀接方法具有生产效率高，劳动强度低，密封性能好等特点。

强度胀接主要适用

强度胀接主要适用于设计压力小于等于4.0MPa；设计温度小于等于300°C；操作中无剧烈振动、无过大温度波动及无明显应力腐蚀等场合。

强度胀接简介

是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。常用的胀接有非均匀胀接（机械滚珠胀接）和均匀胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接和爆炸胀接等）两大类。

强度胀接胀接方法

机械滚珠胀接为最早的胀接方法，到2012年仍在大量使用。它利用滚胀管伸入插在管板孔中的管子的端部，旋转胀管器使管子直径增大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形。取出胀管器后，管板弹性恢复，使管板与管子间产生一定的及压力而贴合在一起，从而达到紧固与密封的目的。

黏粒成分主要由亲水性矿物组成具有显著胀缩性的黏性土，习惯称为膨胀土。膨胀土一般强度较高，压缩性低，易被误认为是建筑性能较好的地基土。当膨胀土成为建筑物地基时，如果对它的胀缩性缺乏认识，或在设计和施工中没有采取必要的措施，结果会给建筑物造成危害，尤其对低层轻型的房屋或构筑物及土工建筑物带来的危害更大。2100433B