像Na2O、CaF2和B2O3这类添加剂，对于碱度低的熔渣性质有啥影响，很少有系统研究。这就让人们不好了解它们，也没法有效使用。
所以呢，我们就测了Na2O、CaF2还有B2O3这三种添加剂对CaO-SiO2-Al2O3系熔渣的熔化温度、粘度、密度和表面张力都有啥影响。
熔渣要是组成复杂的话，就没有确定的熔点了，而是在一个温度区间内完成熔化过程的。
相图上有固相线和液相线，与之对应的有开始熔化温度和终了熔化温度。
我们用试样变形法来测定熔化温度，其设备情况如图1熔化温度测定装置：1.屏幕，2.透镜，3.铂丝炉，4.托片，5.试样，6.刚玉管，7.热电偶，8.数字电压表，9.变压器。
就像图1所展示的那样。
其中，铂丝炉的恒温区长度是2厘米，所采用的铂铑—铂热电偶属于二级标准热电偶。
拿化学纯试剂配成样品，先放到高温钼丝炉里熔融，接着破碎并细细研磨到网目，之后用少量糊精水溶液调和，压制成直径3×3毫米的圆柱形试样。
把试样搁在Al2O3托片上，拿细钢玉管将其推送到铂丝炉的恒温区。
温度快接近熔化温度的时候，把升温速度控制在每度5到10秒。
有一组透镜能把试样形状放大，然后投射到屏幕上。当试样的棱角开始变小的时候，这个时候的温度就被算作开始熔化的温度。那终了熔化温度呢，是用试样变成半球形时候的温度（也就是半球点）来表示的。
得说明一下，半球点和真正的液相线温度不是一回事儿，不过拿半球点当标准，去比较各个试样之间的终了熔化温度，这还是行得通的。
为了让测定更可靠，每个成份的渣样都要重复测定6到10次，然后以平均值为准。
我们用的是双悬丝内柱体扭摆粘度计，粘度计算公式为：
μ等于(Δ减去Δ0)乘以1.2再除以K。
式中，Δ和Δ0分别为内柱体浸入熔渣中以及在空气中的振幅对数衰减率。
K——这是装置常数。
设备和计算公式的介绍，去资料里看。
本实验是拿蓖麻油以及蓖麻油加松香（比例为1:1）去标定装置常数的，这两种东西的粘度值是通过RN型旋转粘度计（西德产）测定的。
拿化学纯试剂配制成总量为克的试样，直接把试样装进内衬钼片、规格为φ45×70毫米的石墨坩埚里，再把坩埚放入高温钼丝炉中熔化，到了规定温度就恒温15分钟再开始测定。
用的内柱体是Φ16×30毫米的钼制椭球体，悬丝是0.8毫米的鈹铜丝。
高温钼丝炉恒温的时候，带长是60到80毫米。热电偶放在坩埚下面，就紧挨着坩埚底部，试验温度总的误差范围小于正负5℃。
咱们用气泡最大压力法去测密度和表面张力。
把毛细管插到液体里，深度为h，然后通过毛细管慢慢往液体里吹气，毛细管的端部就会吹出气泡来。
在气泡破的那一瞬间，吹气的压力p会达到最大值，这个最大值就等于管端液体静压力P1加上毛细附加压力P2：
斜压计能准确读出吹气压力P，这样一来，液体的表面张力σ就是;
在这个式子里面，r表示的是毛细管的半径。要是毛细管材料和液体能润湿的话，那就用内径；要是不能润湿，就用外径。
ρ39;(H2-H1)sinθ/(H2-h1)
式中：h2和h1为两个不同的插入深度。
H2和H1，这是斜压计内对应的液柱高度。
图2展示了实验装置。
其中用到的高温钼丝炉、测温装置、埚埚以及试样配置方法，都跟粘度测定时说的一样。
毛细管材料是BN，它和不锈钢管用螺纹连接，在螺纹连接的地方用Al2O3粉加磷酸铝封涂来确保不漏气。
毛细管的内径大概是2毫米，要用读数显微镜去测定。测定的时候，把毛细管依次旋转一定的角度，在超过10个不同的角度下把内径测量出来，之后算平均值。
吹气泡用的工作气体直接使用高纯Ar气（99.99%）。因为Ar气会和斜压计里的工作液体（我们用水）接触，所以Ar气在进入CaCl2、4.升降装置、5.毛细管、6.钼丝炉、7.坩埚、8.熔渣、9.热电偶、10.水准瓶、11.斜压计之前。
之前用无水CaCl2给毛细管脱水。
进气速度靠气体微量调节阀来调节，通常要控制成在一分钟里让毛细管端部产生2到3个气泡。
有一套用螺旋测微器改制成的装置，能用它来测定毛细管的插入深度，测定的准确度能达到0.毫米。
我们选定插入深度为5毫米、10毫米、15毫米的时候来测定，先分别算出ρ和σ，然后取平均值。
判断插入深度为零的方法是这样的：让较大的气流通过毛细管，然后让毛细管慢慢下降。当毛细管的端部碰到液面的时候，斜压计里的液面会突然上升，那就把这个位置当作零点。
表1添加剂对CaO—SiO2—Al2O3系渣熔化温度的影响
我们把CaO—SiO2-Al2O3三元系渣的成份固定住，接着往里面添加不同量的添加剂，添加剂的量在2%到15%之间。
测定结果在表1和图3中列出。
看图表就能知道，这三种添加剂都能很好地让熔点降下来，加得越多，熔化温度就降得越多。
B2O3对熔化温度的影响有自身特点，它对最终熔化温度影响比较大，但是对起始熔化温度影响就比较小。
表2列出了粘度测定的所有结果。
要比较各添加剂在不同添加量时对粘度有啥影响，就把三元系渣的成分固定成CaO23.3%、SiO.0%、Al2O.7%，让添加剂的加入量在2%到15%之间变动，结果展示在图4里。
另外，为了说明同样数量的添加剂对不同碱度的三元系渣粘度有什么影响（见图3添加剂对熔化温度的影响），除了0-1样之外，0.90（0-3、0-3#样）在温度比较低的时候粘度特别大，结果这两个试样的表面张力就没测出来。
所以啊，为了能做个比较，我们从文献里引用了两条曲线。一条是图7（D）里的曲线①，它的熔渣成分是CaO占36.9%，SiO?占49.7%，Al?O?占13.4%；另一条是图7（E）里的曲线②，它的熔渣成分是CaO占43.8%，SiO?占43.2%，Al?O?占13.0%。不过呢，这文献里给的数据只有在高于℃时的结果，我们画的曲线是延伸出来的值。
这么看来呢，碱度不断增加的时候，表面张力也会变大，添加剂在不同碱度下对表面张力的影响没有很大的区别。
为了探讨粘度和温度之间的关系，我们对lgη与1/T进行了计算，计算结果在表2中列出，同时把它们的关系绘制成了图8。
从图8能够看出来，lgη和1/T大体上是符合直线关系的，这就是说，温度和粘度之间的关系能够用指数规律去描述：
表2里也列出了计算得到的粘性活化能Eη的数值。
硅酸盐熔渣要是SiO2含量比较高的话，那它就是由金属阳离子跟硅氧聚合阴离子构成的。
熔渣粘度的大小是由阴离子团转移的难易程度决定的，阴离子团从一个位置转移到另一个位置时需要克服的能垒就是Eη。
温度一升高，能克服Eη的质点数量就会增加，这样一来，粘度就下降了。
很明显，要让lgμ和1/T符合直线规律的话，就得让Eη保持不变。
从图8能看到，有些曲线不是严格符合直线关系，而是下凹的曲线形状。这可能是因为温度不同的时候，聚合阴离子的聚合状态有了变化，也可能是质点间键能改变，使得Eη不是常数导致的。
图4显示，在碱度是0.38的情况下，对于粘度的影响，三种添加剂里Na2O和CaF2差不多，B2O3的影响比较弱。
我们晓得Na2O对粘度产生影响主要靠Na+，Na+呢，一方面会让硅氧聚合阴离子团的网格断裂开，另一方面，Na+和阴离子团之间的作用力也对阴离子团的移动有影响。
CaF2对粘度产生影响主要靠F-起作用。F-和O2-的离子半径差不多，它能取代硅氧网格里的O2-，这样网格就会断裂，所以CaF2也能明显降低粘度。
B2O3这种氧化物属于SiO2类型，它也能够跟O2-形成复杂程度有区别的聚合阴离子团。
B3+的离子半径是0.20，Si4+的离子半径是0.41。很明显，加入B2O3之后，有部分硅氧阴离子团被破坏了，硼氧阴离子团建立起来了，这样一来，渣里聚合阴离子团的复杂程度总体上是下降了的，粘度也因此降低了，不过呢，它降低的幅度比Na2O、CaF2起作用时降低的幅度要小。
CaO—SiO?—Al?O?系渣子，碱度在0.38到0.9之间的时候，碱度要是变大了，粘度就会明显变小。不过这时候，添加剂降低粘度的作用也变弱了。
碱度加大的时候，Ca2+能让硅氧阴离子团破成更简单的结构，这样一来，加入添加剂起的作用肯定就变小了。
