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淺談玻璃器皿的密度測試

淺談玻璃器皿的密度測試：

玻璃器皿的密度測試是一種技術，往往是對工廠一項有益的建議資料。物質的密度是指其質量除以單位體積，通常是g/ cm3 。
玻璃是由玻璃砂、鉀鹽-碳酸鉀和其它成份的混合物所混合而成，其種類和混合比率通常皆由工廠保持秘密。玻璃的混合公式變化因工廠不同而不同。但我們可從他們的玻璃工廠所生產的鎮紙看到不同的密度值。有的平均密度是3.368 g/cc、有的是3.307 g/cc、有的被測量的密度3.34 g/cc。
另一方面，許多任務廠使用了石灰-碳酸鉀制造玻璃，而不是鉀鹽-碳酸鉀。他們的平均密度是2.51 g/cm3。
玻璃的比重測量公式：
玻璃在空氣中之重量×ρ水
比重 =----------------------------------------------------------
玻璃在空氣中之重量－玻璃在水中之重量

不幸地，許多任務廠隨著時間的推移，改變了玻璃混合而在他們的生產過程中沒有做好質量管理。經濟當然是一個重要因素。特別是在他們重新使用廢料碎玻璃熔解。如果工廠改變玻璃混合公式將造成惡劣的質量管理。其所測量的密度范圍將變寬。

密度測試是一個可貴的工具，尤其對于填裝飲料、酒類等溶液。因為現代自動化裝填生產系統，為了保證他們符合安全需要，玻璃瓶必須不僅要適當地設計而且還要適當地制造、運輸和存放。在制造期間的瑕疵或發生隨后運輸和存貯的損害，明顯降低壓力的要求導致玻璃瓶破裂，引起潛在的安全危險。例如：碳酸鈉(蘇打)玻璃瓶是常用于以高的壓力存放飲料，此歸結于碳酸化過程所生的二氧化碳的壓力。
玻璃瓶尤其在頸部、底部的密度值，在生產成形期間玻璃厚度上的變化或由于不正當的退火導致剩余應力的產生，往往降低玻璃瓶所能承受的破裂壓力。

附件：全世界有名廠牌的產品比重值：

工廠	樣品尺寸	平均密度	測量范圍
Baccarat	111	3.368	3.46 - 3.30
Clichy	104	3.145	3.22 - 3.07
St. Louis	100	3.307	3.38 - 3.22
St. Mandé	45	3.017	3.15 - 2.94
NEGC	158	3.175	3.42 - 2.98
B&S	63	2.866	3.21 - 2.44
Pantin (1)	25	3.189	3.24 - 3.12
Pantin (2)	20	2.530	2.61 - 2.43
Grenelle	12	2.970	3.10 - 2.82
Bohemian (3)	9	2.511	2.69 - 2.44
Bohemian (4)	5	3.116	3.27 - 2.97
Bacchus	11	3.065	3.20 - 2.96
Gillinder	4	2.855	2.88 - 2.84
Venetian	4	2.840	2.91 - 2.81

玻璃密度為何要測量？
玻璃密度是玻璃的重要性質之一，它與玻璃的結構和組成有著密切的關系。由于玻璃密度對其組成的變化有較大的敏感性，并且密度的測定方法簡單、迅速，精確度和重視性相當高，因此，玻璃工廠經常采用測定密度（與其它物性測定配合）作為控制和監督玻璃生產的重要手段。而且在考慮玻璃制品質量和玻璃熔窯的熱工計算時，玻璃密度也有一定的實際意義。同時，由于玻璃密度與其結構密切相關，因此密度的測定也是研究玻璃結構變化的有效方法之一。

常用的測定密度的方法有：稱量法（又稱排液失重法、阿基米得法）、沉浮怯（又稱重液法）、比重瓶法等。
另一種不考慮空氣密度值的玻璃密度簡易測試方法：(排液失重法、阿基米得法)

空氣密度值在一天中相對于正常密度0.0012 g/cm3平均有± 0.00005 g/cm3變化。
要轉換重量值成真實的重量值，你必須考慮空氣密度值。而空氣密度必須在時間上測定需要的值，比較麻煩。
所以對于生產玻璃的工廠而言，為了時效性常常利用市面上現有的電子比重計測量玻璃密度。往往將空氣密度0.0012 g/cm3± 0.00005 g/cm3給予忽略。

現就針對考慮空氣密度與不考慮空氣密度兩者之間的差異比較如下：
1、切取玻璃試樣20g，玻璃表面光滑，無裂紋或飛邊。
2、玻璃試樣先在熱硝酸中浸洗，再用蒸餾水和乙醇清洗凈化，放入干燥器內待測。
3、W1＝20g w2＝12g ρ1＝0.001141 g/cm3 ρ2＝0.99820 g/cm3。

測定步驟：
1、測量室溫和大氣壓，假如：壓力Pa 100792，溫度20℃，干空氣密度ρ1＝
0.001141 g/cm3。
2、稱出玻璃試樣在空氣中的重量。
3、稱出玻璃試樣在蒸餾水中的重量。
4、測量蒸餾水溫度。假如：20℃ρ2＝0.99820 g/cm3
A：代入考慮空氣密度的公式：
      W1 ρ2 －W2 ρ1            20.0000×0.99820－12.0000×0.001141
ρ= ------------------------ ＝ ---------------------------------------------------- ＝ 2.4938
       W1- W2                                     20.0000-12.0000
B：代入不考慮空氣密度的公式：
                W1                                         ρ2 20.0000×0.99820
ρ= ----------------------------- ＝ ------------------------------------------------------ ＝ 2.4955
             W1- W2                                    20.0000-12.0000

兩者玻璃密度測量數據之公差： 2.4955－2.4938＝0.0017

量測配備：
A：高精密型日本AlfaMirage電子比重計SD-200L：固、液體兩用
稱重精度：0.0001~200g 密度精度：0.0001g/cm3 體積精度：0.0001 cm3
固體量測具有水溫度補償、可使用其它溶液代替水溶液、密度和體積變化率功能。
B：高精密型日本主機臺灣品牌 MatsuHaku電子比重計QL-120S固、液體兩用
稱重精度：0.0001~120g 密度精度：0.0001g/cm3
固體量測具有水溫度補償、可使用其它溶液代替水溶液.

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