有學者認為,纖維成型過程是一個很復雜的物理過程,也包括化學過程。纖維成型涉及黏性流體在毛細管內(nèi)的流動規(guī)律,涉及到黏性流體被牽伸時的張力與穩(wěn)定性問題,涉及到周圍介質(zhì)被牽伸的細流體的冷卻問題,而所有這些問題又都和玻璃溶體的流變性能有關。
也有學者認為,纖維過程是一個傳質(zhì)、傳熱和克服各種力的平衡的運動。玻璃液從漏嘴流出時,進入氣體空間過程中,溫度急劇降低、黏度急速變化,同時在拉引力的作用下,克服玻璃液的內(nèi)摩擦力和形成新表面時的表面張力拉伸變形成纖維。
連續(xù)玻璃纖維拉絲屬于熔體拉絲。要拉絲順利,首先要有均質(zhì)玻璃。均質(zhì)玻璃既包括化學成分方面的均質(zhì),也包括物理方面的溫度、黏度的均質(zhì)和適宜。均質(zhì)玻璃應是玻璃缺陷受到控制的玻璃。 當玻璃液進入和流經(jīng)漏嘴時,纖維成型的過程已經(jīng)開始。各種漏嘴結構的設計就是科技人員在探索玻璃液進入漏嘴時的規(guī)律,以滿足生產(chǎn)各種玻璃纖維的需要。
當玻璃液從漏嘴流出,在適宜的溫度黏度條件下形成液滴,液滴呈半圓球形。玻璃液在溫度過高黏度太小時則形不成液滴而形成的是液流,液流很難使纖維成型。相反玻璃液在溫度過低黏度太大時,玻璃液逸出漏嘴時則非常困難,逸出漏嘴的玻璃體呈圓柱形或其他異常形狀,這對纖維成型也非常不利。
當漏嘴出口的玻璃液在拉絲機拉引力的作用時,液滴形成了絲根。從漏嘴出口到纖維截面不變的這段距離叫絲根或稱纖維成型區(qū)。通常認為,正確的絲根幾何形狀是以玻璃液形成了又內(nèi)凹的彎曲表面的倒錐形為宜。絲根的長度與形狀和玻璃的化學組成、玻璃溫度黏度曲線、單絲直徑、絲根周圍的介質(zhì)條件等相關。
從某種意義上講,上面敘述的是狹義的纖維成型過程。從廣義來講纖維成型和玻璃成分設計、玻璃原料質(zhì)量控制、窯爐或坩堝機構設計、玻璃熔制或球法拉絲的玻璃球二次熔化、漏板結構、拉絲成型區(qū)的氣流控制、漏板溫度場條件、拉絲工藝佈置、拉絲速度等密切相關。應該說纖維成型是個大的系統(tǒng)工程。
源自:《連續(xù)玻璃纖維使用成型技術》