Сила внутреннего трения, проявляющаяся при перемещении одного слоя жидкости относительно другого, прямо пропорциональна градиенту относительной скорости этого перемещения (градиент - изменение скорости с изменением расстояния между слоями) и поверхности слоев:
F=ηSdυ/dx,
где F - сила, действующая на поверхность слоя в направлении, противоположном его движению; S - площадь соприкосновения слоев; dυ - относительная скорость движения слоев, находящихся на расстоянии dx; η - коэффициент вязкости, зависящий от природы жидкости, Па•с.
Рис. 1. Схема сил, действующих между слоями при вязком течении жидкости
Вязкость играет большую роль во всех стадиях производства стеклоизделий. На рис. 2 представлена технологическая шкала вязкости, из которой видно, при какой вязкости осуществляется тот или иной технологический процесс.
Рис. 2. Технологическая шкала вязкости
Чтобы лучше представить себе вязкость стекломассы, например при формовании изделий (104...108 Па•с), сравним ее с вязкостью воды при 20°С (0,001 Па•с). Вязкость сильно изменяется с изменением температуры на разных стадиях изготовления изделий (табл. 1).
Таблица 1. Вязкость стекла на различных стадиях изготовления изделий.
| Стадия | t, °С | Па·с |
| Начало формования Деформация Спекание Отжиг |
1000... 1200 700...800 550...650 540..600 |
102..103 107 108 1012..1013 |
Вязкость зависит от температуры и химического состава. К оксидам, повышающим вязкость стекла, относятся SiO2, Al2O3, ZrO2, понижающим - Na2O, K2О, Li2O, BaO, PbO. Оксид цинка ZnO (особенно при высоких температурах) часто понижает вязкость стекла. Сложно влияют на вязкость борный ангидрид B2O3 и оксид кальция CaO: борный ангидрид понижает вязкость стекла при высоких температурах; при низких температурах при введении приблизительно до 15 % B2O3 Вязкость стекол повышается, при дальнейшем увеличении содержания B2O3 - уменьшается. Оксид кальция при низких температурах повышает вязкость стекла, при высоких - при вводе до 8...10 % существенно снижает ее. При замене CaO на MgO вязкость стекол при высоких температурах увеличивается.
