实验1 简单玻璃加工技术
一、实验教学目标
1. 知道酒精喷灯工作的原理及构造,能够规范使用酒精喷灯; 2. 能够对酒精喷灯的简单故障及问题进行排查、修理; 3. 练习玻璃管的切割、圆口、弯曲和拉伸 4. 练习玻璃棒、滴管的制作; 二、实验器材
酒精喷灯、玻璃管一根、玻璃棒一根、锉刀、石棉铁丝网、钢针、火柴、抹布等 三、实验教学内容
1. 酒精喷灯工作原理、构造及使用 (1) 酒精喷灯的工作原理
酒精喷灯是实验中常用的热源,主要用于需加强热的实验、玻璃加工等。喷灯的火力,主要靠酒精与空气、蒸气混合后燃烧而获得高温火焰。 (2)酒精喷灯的构造
学校实验室用的座式酒精喷灯,由灯管、空气调节器、引火碗、螺旋坐式盖、贮酒精罐等部分构成(如图)。火焰温度在700-1000℃。
(3) 酒精喷灯的火焰
(4)酒精喷灯的使用
① 将喷灯放在石棉网上,旋开加注酒精的螺旋盖,通过漏斗把酒精倒入贮酒精罐。为了安全,酒精的量不可超过罐内容积的80%(约200毫升)。随即将盖旋紧,避免漏气。然后把灯身倾斜70度,使灯管内的灯芯沾湿,以免灯芯烧焦。
② 灯管内的酒精蒸气喷口直径为0.55毫米,容易被灰粒等堵塞,堵塞后就不能引燃,所以每次使用前要检查喷口,如发现堵塞,就应该用通针或细钢针把喷口刺通。
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③ 在引火碗内注2/3容量的酒精,用火柴把酒精点燃,对灯管加热(此时要转动空气调节器把入气孔调到最小),待酒精气化,从喷口喷出时,引火碗内燃烧的火焰便可把喷出的酒精蒸气点燃。如不能点燃,也可用火柴来点燃。
④ 当喷口火焰点燃后,再调节空气量,使火焰达到所需的温度。在一般情况下,进入的空气越多,也就是氧气越多,火焰温度越高。
⑤ 熄灭喷灯,可用事先准备的废木板平压灯管上口,火焰即可熄灭,然后垫着布旋松螺旋盖(以免烫伤),使罐内温度较高的酒精蒸气逸出。 (5)使用时的注意事项
① 当罐内酒精耗剩20毫升左右时,应停止使用,如需继续工作,要把喷灯熄灭后再增添酒精,不能在喷灯燃着时向罐内加注酒精,以免引燃罐内的酒精蒸气。 ② 使用喷灯时如发现罐底凸起,要立即停止使用,检查喷口有无堵塞,酒精有无溢出等,待查明原因,排除故障后再使用。
③ 每次连续使用的时间不要过长。如发现灯身温度升高或罐内酒精沸腾(有气泡破裂声)时,要立即停用,避免由于罐内压强增大导致罐身崩裂。 (6)故障排除
① 喷灯喷火一开始火焰正常,等预热碗里的酒精烧完以后,火焰渐渐变小,最后熄灭。原因,这是由于喷管尾端没有火焰喷出到预热碗的原因。处理,可在重新预热前将空气调节阀降低。
② 壶内酒精爆沸,喷口无气体喷出。原因,喷孔堵塞。处理,这很危险,首先用湿抹布盖住壶体,或用冷水泼洒,使壶体降温。然后检查壶体,确认无损坏后,用探针疏通喷孔。
③ 喷出气体无法燃烧。原因酒精浓度太低。解决,换用高浓度酒精。
④ 喷出气体量少。原因,灯芯烧焦,或灯芯塞的太紧。解决,前者更换灯芯。后者将灯芯适当减细。
2. 弯管、滴管、玻璃棒的拉制 (1)玻璃管的切割和圆口
将长约50cm的玻璃管平放在桌子的边缘上,左手按住要切割的部位(玻璃管的中部),右手用锉刀的棱边在要切割的部位用力向前或向后锉一下(注意:只能朝一个方向锉,不可来回锉)。当锉出一个深而短的凹痕时用两手的拇指在凹痕后轻轻向后一折,玻璃管即断为两节。
玻璃管切割面的边缘很锋利,易割破皮肤、衣物、胶管等,所以必须对其进行圆
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口处理。具体方法是将刚割断的玻璃管倾斜45角,断口放在火焰的外焰中灼烧,同时不断转动玻璃管,直至管口变为平滑,取出玻璃管放在石棉网上冷却。将割断玻璃管断口放在喷灯火焰上灼烧,使其平滑,这一过程叫圆口。 (2)玻璃管的弯曲
进行大角度玻璃管弯曲时,先将两端圆口的玻璃管用小火预热一下,然后双手平握玻璃管,放在火焰中加热。受热长度约为3-5cm,加热时要缓慢而均匀第转动玻璃管,转动应朝一个方向进行,且双手应保持一定距离,以防玻璃管软化时发生扭曲、拉伸或缩短。当玻璃管加热到发黄变软时,即可从火焰中取出,等1-2秒后,两手向上向里轻托,准确地完成所需角度。
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进行小角度玻璃管弯曲时,应分几次弯成。为防止弯曲处有缺陷,可用胶塞或手指堵住一端管口,在另一端适当吹气,使管径均匀。在做第二、第三次弯曲时应在第一次受热部位的偏左或偏右处进行加热和弯曲。 (3)玻璃管的拉制
拉制玻璃管时,加热的方法与弯曲玻璃管时相同,不过加热的时间应稍长些,受热面积稍窄些,待玻璃管烧成红黄色时即可从火焰中取出,顺着水平方向向两边拉伸,同时均匀转动玻璃管。拉至所需细度后,可以一手持玻璃管,使它竖直下垂一会儿,然后放平冷却,按需要截断,并将断面圆口。
用拉伸的玻璃管按上胶帽,即可制成滴管。 (4)玻璃棒的制作
将长约40cm的玻璃棒在其中间部位用锉刀截断,在火焰中圆口,即制得玻璃棒。 (5)玻璃管制作时注意问题
初学者容易出现的问题有:弯曲部分变细了,扭曲了,瘪了等。为此: 加热部分要稍宽些,同时要不时转动使其受热均匀。
不能一面加热一面弯曲,一定要等玻璃管烧软后离开火焰再弯,弯曲时两手用力要均匀,不能有扭力,拉力和推力。
玻璃管弯曲角度较大时,不能一次弯成,先弯曲一定角度将加热中心部位稍偏离原中心部位,再加热弯曲,直至达到所要求的角度为止。
弯制好的玻璃弯管不能立即和冷的物件接触,要把它放在石棉网上自然冷却。 3. 问题与思考
(1)酒精喷灯的构造及使用怎样?
(2)酒精喷灯的火焰分几层?各层温度怎样? (3)切割玻璃管时应注意什么?为什么要圆口? (4)如何弯曲拉制玻璃管?有何实际意义?
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