书 书 书犐犆犛 ８１ ． ０４０ ． ０１ 犙 ３４ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３９７９７ — ２０２１ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C 　 /G2D /G2E /G2C 犜犲狊狋犿犲狋犺狅犱犳狅狉狊狌狉犳犪犮犲狋犲狀狊犻狅狀狅犳犵犾犪狊狊犿犲犾狋 — 犛犲狊狊犻犾犲犱狉狅狆犿犲狋犺狅犱 ２０２１  ０３  ０９ /G2F /G30 ２０２１  １０  ０１ /G31 /G32 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2F /G30书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国建筑材料联合会提出 。 本标准由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ４４７ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 北京工业大学 、 厦门市计量检定测试院 、 湖州天时玻璃制品有限公司 、 彩虹显示器件股份有限公司 、 蚌埠产品质量监督检验研究院 、 湖州金诺格拿威宝防火门窗有限公司 、 河北南玻玻璃有限公司 、 中国建材检验认证集团股份有限公司 、 河南豫科光学科技股份有限公司 、 东莞市银泰丰光学科技有限公司 、 江西沃格光电股份有限公司 、 贵州省建材产品质量检验检测院 、 山东乐和家日用品有限公司 、 苏州新吴光电科技有限公司 、 河南安彩高科股份有限公司 、 德州安盾电子有限公司 、 北京旭辉新锐科技有限公司 。 本标准主要起草人 ： 李淼 、 蒋淑恋 、 田英良 、 宋卫荣 、 张坤 、 赵兴勇 、 武林雨 、 王为 、 王长军 、 李俊杰 、 景志杰 、 张迅 、 汤占刚 、 杨会良 、 徐正本 、 康品春 、 王剑俊 、 李娜 、 卢婷 、 李洪亮 、 赵志永 、 张羽生 、 彭仕永 、 苍利民 、 刘海燕 、 伦小羽 、 刘亚茹 、 黄博文 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３９７９７ — ２０２１ 玻璃熔体表面张力试验方法 　 座滴法 １ 　 范围 本标准规定了测量玻璃熔体表面张力的测量原理 、 仪器设备 、 试样 、 试验 、 结果计算与表示 、 试验报告 。 本标准适用于座滴法测量玻璃熔体表面张力 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ１５９８ 　 铂铑 １０ 铂热电偶丝 、 铂铑 １３ 铂热电偶丝 、 铂铑 ３０ 铂铑 ６ 热电偶丝 ＧＢ ／ Ｔ１１４４６．１ 　 电子级水 ＧＢ ／ Ｔ２１３８９ 　 游标 、 带表和数显卡尺 ＧＢ ／ Ｔ２６４９７ 　 电子天平 ＧＢ ／ Ｔ３００７１ 　 细颗粒高密度特种石墨产品 ＧＢ ／ Ｔ３２２０１ 　 气体流量计 ＹＹ ／ Ｔ０６８６ 　 医用镊 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 玻璃熔体 　 犵犾犪狊狊犿犲犾狋 高于软化点温度时呈现液体特征的玻璃 。 ３ ． ２ 表面张力 　 狊狌狉犳犪犮犲狋犲狀狊犻狅狀 熔体 （ 液体 ） 与气体界面相切处的单位长度作用力 。 ３ ． ３ 座滴法 　 狊犲狊狊犻犾犲犱狉狅狆犿犲狋犺狅犱 基于熔体 （ 液体 ） 在水平托板表面形成稳定椭球液滴的形状参数测量表面张力的方法 。 ３ ． ４ 标定柱 　 犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀犮狅犾狌犿狀 用于图像像素尺寸标定的表面光滑圆柱体 。 ４ 　 测量原理 基于座滴法测量玻璃熔体表面张力 ， 玻璃熔体在水平托板上受重力和表面张力共同作用形成旋转轴对称椭球 （ 见图 １ ）， 椭球表面任一点的压力差与表面张力之间的关系见式 （ １ ）。 １ 犌犅 ／ 犜 ３９７９７ — ２０２１ Δ 犘 ＝ σ １ 犚 １ ＋１ 犚 ２ （） …………………………（ １ ） 根据 ＢａｓｈｆｏｒｔｈＡｄａｍｓ 方程 ， 将式 （ １ ） 转化为式 （ ２ ）。 １ 犚 １ ／ 犫 ＋ｓｉｎ φ 狉 ／ 犫 ＝２＋ Δ ρ 犵犫 ２ σ · 狕犫 …………………………（ ２ ） 由式 （ ２ ） 定义形状因子 β ＝ Δ ρ 犵犫 ２ σ ， 则表面张力 σ 可表示为式 （ ３ ）。 σ ＝ Δ ρ 犵犫 ２ β …………………………（ ３ ） 式中 ： Δ 犘 ——— 椭球表面任一点与顶点的压力差 ， 单位为帕斯卡 （ Ｐａ ）； σ ——— 表面张力 ， 单位为毫牛每米 （ ｍＮ ／ ｍ ）； 犚 １ ——— 曲面 犛 点垂直纸面的曲率半径 ， 单位为米 （ ｍ ）； 犚 ２ ——— 曲面 犛 点另一半径 ， 单位为米 （ ｍ ）； 狉 ——— 犛 点绕对称轴旋转的半径 ， 单位为米 （ ｍ ）； φ ——— 过 犛 点的切线与水平面的夹角 ； 犫 ——— 顶点 犗 处曲率半径 ， 单位为米 （ ｍ ）； Δ ρ ——— 液相与气相的密度差 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）； 犵 ——— 重力加速度 ， 单位为米每二次方秒 （ ｍ ／ ｓ ２ ）； 狕 ——— 犛 点距离 犗 点的垂直距离 ， 单位为米 （ ｍ ）。 　　 注 ： 图中所示字母含义与式 （ １ ） ～ 式 （ ３ ） 中含义一致 。 图 １ 　 玻璃熔体座滴形貌解析图 ５ 　 仪器设备 ５ ． １ 　 主要仪器 ５ ． １ ． １ 　 表面张力仪 表面张力仪由加热系统 、 托架 、 承托板 、 热电偶 、 光源 、 摄像系统 、 气体系统 、 计算系统构成 ， 试验装置 如图 ２ 所示 ， 试验装置应符合以下要求 ： ａ ） 　 加热系统的最高加热温度不低于 １４５０℃ ， 应为水平管式加热炉 ， 炉管内径 ３０ｍｍ ～ ５０ｍｍ 为宜 ， 炉管两端宜采用透明熔融石英玻璃或透明蓝宝石片与炉外环境隔离 ， 炉管内的匀温场长度不小于 ５０ｍｍ ， 控温偏差不大于 １℃ 。 ｂ ） 　 托架应选用氧化铝含量 （ 质量分数 ） 不低于 ９８％ 的刚玉管 （ 图 ２ 中的部件 ６ ）， 可进行水平调节 ， 光源光线应能从刚玉管中心通过 ， 不影响玻璃熔体液滴的投影成像 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３９７９７ — ２０２１ ｃ ） 　 承托板应符合 ＧＢ ／ Ｔ３００７１ 规定的高纯石墨材料 ， 尺寸规格应符合长度 ３０ｍｍ±１ｍｍ 、 宽度 ２０ｍｍ±１ｍｍ 、 厚度 １ｍｍ ～ ３ｍｍ ， 表面平整度小于 ０．０４ｍｍ ， 粗糙度 犚犪 小于 ０．０２ｍｍ 。 ｄ ） 　 热电偶应符合 ＧＢ ／ Ｔ１５９８ 规定的 Ｉ 级要求 ， 置于承托板和托架之间 ， 与承托板距离 ２ｍｍ ～ ３ｍｍ 。 ｅ ） 　 光源应为平行光源 ， 色温 ５５００Ｋ ～ ６５００Ｋ 为宜 。 ｆ ） 　 摄像系统包括图像分辨率不低于 １２８０×１０２４ 的 ＣＣＤ 相机和可调焦光学镜头 。 ｇ ） 　 气体系统包括氮气钢瓶 （ 氮气纯度 ≥ ９９．９％ ）、 减压阀 、 气体流量计等 ， 气体流量计应符合 ＧＢ ／ Ｔ３２２０１ 要求 。 ｈ ） 　 计算系统包括计算机 、 图像采集软件 、 表面张力计算软件 。 计算系统的表面张力输出精度不低于 ０．１ｍＮ ／ ｍ 。 　　 说明 ： 　　 １ ——— 计算系统 ； ２ ——— 摄像系统 ； ３ ——— 加热系统 ； ４ ——— 承托板 ； ５ ——— 试样 ； 　　 ６ ——— 托架 ； ７ ——— 热电偶 ； ８ ——— 光源 ； ９ ——— 气体系统 。 图 ２ 　 试验装置示意图 ５ ． １ ． ２ 　 电子天平 电子天平应符合 ＧＢ ／ Ｔ２６４９７ 要求 ， 最大称量不小于 １００ｇ ， 检定分度值为 ０．１ｍｇ 。 ５ ． １ ． ３ 　 数显卡尺 数显卡尺应符合 ＧＢ ／ Ｔ２１３８９ 要求 ， 测量长度范围 ０ｍｍ ～ １５０ｍｍ ， 分辨力不低于 ０．０１ｍｍ 。 ５ ． ２ 　 辅助装置 ５ ． ２ ． １ 　 医用镊 医用镊应符合 ＹＹ ／ Ｔ０６８６ 中的弯头无钩医用镊要求 ， 长度 １４０ｍｍ ～ ２００ｍｍ 为宜 。 ５ ． ２ ． ２ 　 标定柱 标定柱尺寸规格应符合直径 ５．００ｍｍ±０．１０ｍｍ ， 圆柱度不大于 ０．０１ｍｍ ； 高度 ８．００ｍｍ± ０．１０ｍｍ ， 高度偏差不大于 ０．０１ｍｍ ； 圆柱表面粗糙度 犚犪 不大于 ０．０１ｍｍ 。 ６ 　 试样 试样应满足如下要求 ： ３ 犌犅 ／ 犜 ３９７９７ — ２０２１ ａ ） 　 选择无内在质量缺陷 （ 气泡 、 条纹 、 结石等 ） 玻璃块 ／ 片 ， 将其击碎或划痕掰断 ， 选取 ６ 个质量为 ０．２ｇ ～ ０．４ｇ 的玻璃颗粒 ／ 片 ； ｂ ） 　 将选取的 ６ 个玻璃颗粒 ／ 片采用去离子水超声清洗 １０ｍｉｎ ， 然后将其置于 １０５℃ 烘箱干燥 ， 干燥时间不小于 ３０ｍｉｎ ， 最后将其移入干燥器冷却待用 。 ７ 　 试验条件 试验应在 ２０℃±５℃ 的环境温度下进行 。 ８ 　 试验 ８ ． １ 　 单位尺寸像素数测量 用数显卡尺测量标定柱直径 ， 记为 犇 ， 单位为 ｍｍ 。 将石墨承托板摆放在