表面张力是物质重要的物理参数之一，是多相（固、液、气）系统重要的界面性质。玻璃熔体表面张力在玻璃制品生产过程中有重要意义，特别是在玻璃澄清、均化、成型（形）、加工等过程中，均发挥着显著作用［1］。玻璃液中气泡的成长溶解和排出速度在一定程度上受表面张力作用影响［2］。玻璃均化主要是消除条纹和不均匀体，主体玻璃表面张力和条纹玻璃表面张力的相对大小决定了条纹的扩散溶解速度。如果条纹玻璃表面张力大于主体玻璃表面张力，条纹就力求成球形不易展开扩散溶解；若条纹玻璃表面张力小，就力求展开成薄膜状包围在主体玻璃周围，易扩散溶解。较低的表面张力有利于玻璃液的均化。玻璃管和玻璃棒的拉制成型也需要借助表面张力作用使玻璃自发向圆柱形发展。玻璃火抛光同样借助了表面张力作用使玻璃表面更加平滑。浮法平板玻璃的生产原理［3］也是基于表面张力的作用，从而获得了超越磨光玻璃表面质量的优质玻璃，表面张力有时也会对玻璃制品生产带来不利影响，例如生产超薄平板玻璃时，需要使用拉边机来克服表面张力引起的收缩。因此研究玻璃熔体表面张力对指导玻璃生产具有重要意义。

表面张力的测试方法主要包括动态法和静态法。动态法是通过测量液体（熔体）决定某一过程特征的数值来计算表面张力，主要包括毛细管波法和震荡射流法，通常在表面张力随时间变化较快时用动态法测量，如震荡射流法测定的时间变化可以小到1 ms左右。目前，动态测量方法因方法尚不完善导致测量误差大，因而实际应用很少［4］。在实际生产中，主要使用静态法来测量液体（熔体）的表面张力，静态法是根据测定液体（熔体）某一状态下的特征数值来计算表面张力的，主要包括电磁悬浮法、滴外形法、滴重法、毛细管上升法、最大泡压法、拉筒法、旋滴法等。但大多静态测量方法只适用于常温或者200℃以下液体（熔体）的表面张力测量，能够测量高温液体（熔体）的主要有最大泡压法、电磁悬浮法、座滴法和悬滴法。但由于玻璃熔体高温且黏度大的特点，导致气泡难控制，并且高温下的玻璃熔体呈现红热状态，难以观察气泡形态，故最大泡压法不适用于玻璃熔体表面张力的测量［5］。由于玻璃的高温熔体不具有磁性能，电性能也不佳，故电磁悬浮法不能用来测量玻璃熔体的表面张力。座滴法和悬滴法均适用于玻璃熔体表面张力的测量，但悬滴法需已知玻璃熔体高温密度，且对装置要求较高，容易造成较大测量误差，故目前座滴法是测量玻璃熔体表面张力的常用方法。

1座滴法测量玻璃熔体表面张力

1.1测试原理

座滴法是基于熔体（液体）在水平托板表面形成稳定椭球液滴的形状参数测量表面张力的方法［6］。基于座滴法测量玻璃熔体表面张力，玻璃熔体在水平托板上受重力和表面张力共同作用形成旋转轴对称椭球［7］（图1），椭球表面任一点的压力差与表面张力之间的数学关系见式（1）：

图1座滴形状解析图

式中：DP——椭球表面任一点与顶点的压力差，Pa；

s——表面张力，mN/m；

R1——曲面S点垂直纸面的曲率半径，m；

R2——曲面S点另一主要半径，m；

r——S点绕对称轴旋转的半径，m；

j——过S点的切线与水平面的夹角；

b——顶点O处曲率半径，m；

Dr——液相与气相的密度差，g/cm3；

g——重力加速度，m/s2；

z——S点距离O点的垂直距离，m。

1.2测量装置

座滴法表面张力测量装置结构如图2所示，由测量软件、摄像系统、加热系统、承托板、样品、托架、热电偶、光源、气体系统构成。

图2座滴法表面张力测量装置示意图

1.3测试步骤

（1）开启与试验装置相关电源，设置试验温度，开始升温，达到试验温度后，打开气体系统，通入保护气体；

（2）用电子天平称量试样质量，记为m，单位为g；

（3）将托架快速移出加热炉管，将承托板放置在托架上，将试样放置于承托板中央，然后将托架移入加热炉，使其复位（注意：此过程防止烫伤）；

（4）在试验温度下将试样加热30 min，使试样转变成稳定的椭球状液滴（图1），调整相机使椭球状液滴处于视像中心，拍摄获取椭球状液滴图像；

（5）计算系统对椭球状液滴图像进行分析，获得试验温度下的试样体积V，单位为cm3，然后根据试样质量m，计算得到玻璃熔体密度r，单位为g/cm3；

（6）在计算系统中输入玻璃熔体密度r，通过表面张力计算软件即可获得玻璃熔体表面张力值s。