第
27
卷第
3
期
2005
年
5
月
南京工业大学学报
Vol.
27
No.3
May
2005
JOURNAL
OF
NANJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
计算机辅助玻璃组分设计
张炭,陆春华,许仲梓
(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京
210009)
摘
要:根据硅酸盐玻璃成分与物理性质的线性关系,手
IJ
用
Visual
C+
+语言进行编程,实现玻璃组成成分的计算过
程。通过对鸽组、钥纽以及钩纽等多种电真空玻璃系统的性能计算与实际性能的比较分析可以看出,玻璃的密度、
膨胀系数等性能参数的计算值和实测值具有非常好的一致性。采用
Visual
C+
+程序辅助玻璃成分设计,能够提高
新型玻璃的研究效率。
关键词:玻璃性质计算
;VC++
应用;组分设计
中固分类号:
TQ171
文献标识码
:A
文章编号:
1671
-7643(2005)03
-0039-04
一般来说,设计过程中一些繁冗的工作可以借
助于计算机强大的数据处理功能而得以完成,因而
计算机辅助设计在提高产品设计的质量和精度,缩
短新产品研制时间的同时可大大减少产品设计的人
工浪费。例如,用
DEPHI
开发的程序应用在浮法玻
璃配合料的成本控制中
[1]
和利用
Excel
软件进行玻
璃配合料计算[口]都有过报道。
在玻璃熔炼、配方调整以及新品种玻璃成分制
定等工作中,往往需要事先根据玻璃成分估计制成
的各项性质,以免用大量的繁杂试验进行摸索。为
了适应玻璃工业的发展要求,很早以前人们就开始
根据玻璃成分计算其各项性质。例如
Winkelman
和
Schott
用加和法则提出了玻璃性质的计算公式,
Gi-
lard
与
Dubrul
提出的抛物线公式等。干福嘉在乔姆
金娜和阿本法的基础上,系统研究了硅酸盐玻璃成
分和物理性质的关系后,结合已知的文献数据和实
验结果总结出了计算玻璃性质
g
的体系
[4]
g =
~g
;T
i
(1)
其中
ι
为各氧化物部分性质
,
r
i
为玻璃组成的
摩尔分数,该计算体系在我国光学玻璃和其它技术
玻璃的生产试制中得到应用。
有了玻璃性质计算体系后,虽然可以预先估算
性质,避免大量的实验,但也要进行适量的计算,从
收稿日期
:2
∞
4-09-14
许多计算结果中挑选合适成分。为了方便运算,简
化计算过程,我们选用
VC++
语言进行编程,达到选
择和设计玻璃成分的目的。
1
计算程序的实现
在实际生产和实验过程中,人们可能需要制成
的玻璃材料在某几方面的性能参数达到一定的要
求,例如电真空工业常用玻璃的密度、膨胀系数、退
火温度等。运用计算机编程不仅能进行算术运算,
而且还能进行逻辑运算和判断,在外部输人信息的
情况下可以迅速通过运算、判断和处理,输出结果。
这样就可在玻璃性质已知的条件下,采用逐点搜索、
循环嵌套的方法,把符合条件的数据逐一搜索找出,
达到设计组分的目的。
1.
1
程序框固
我们以
Si0
2
,
B
2
0
3
、
A1
2
0
3
、
CaO
、
MgO
、
PbO
、
BaO
、
ZnO
、
Na
2
0
、
K
2
0
、
Li
2
。这
11
种常用的氧化物为例。
将其中部分氧化物的已知参数先编人程序中,通过
选择语句跳转到相应行执行;剩下的氧化物的性质
(主要是
Si0
2
、民
0
3
和
PbO)
是随着氧化物含量的变
化而变化的,根据某一具体组成百分比,选择出符合
条件的参数值;并根据如(1)式的平均加和规律计
基金项目:江苏省高校自然科学基金项目资助
(03kj
b4
3
∞
46)
及教育部跨世纪优秀人才项目资助
作者简介:张
条(1
981
- )
,男,江苏南京人,硕士生,主要研究方向为光学功能复合材料:
陆春华(联系人)
,副教授,
Email:
chhlu@nju
t.
edu.cn