玻璃重点

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1.玻璃的通性:各向同性(概念:质点排列是无规则的,是统计均匀的,玻璃种,不存在内应力时,其物理化学性质在各方向上都是相同的),介稳性,无固定熔点,性质变化的连续性,性质变化的可逆性。

2.玻璃结构的假说有:晶子学说,无规则网络学说晶子学说:论点:玻璃是由无数晶子所组成,这些晶子不同于微晶,是带有点阵变形的有序排列区域,分散在无定型介质中,且从晶子到无定型过度是逐步完成的,两者间并无明显界限。

论据:X射线衍射结构分析数据。

重点:强调了脱离结构的进程有序性,不均匀性和不连续性。

无规则网络学说:论点:玻璃的近程有序与晶体相似,其形成阴离子多面体,多面体间顶角相连形成三维空间连续的网络,当期排列是拓扑无序的。

论据:X射线衍射。

重点:玻璃结构的连续性。

3.玻璃结构与熔体结构的关系:
①不能把玻璃结构看作是一成不变的②玻璃结构与熔体结构有一定的继承性③玻璃结构与熔体结构有一定的结构对应性
4. [SiO4]结构
Si原子的sp3杂化轨道构成了硅酸盐的基本结构单元[SiO4],Si原子位于四面体的中心,O原子位于四面体的4个顶角,O-Si-O键角109'28',在石英晶体中,4个Si-O键中的π键成分相同。

Si-O键是极性共价键,离子性和共价性均占50%,键强较大,约为106Cal/mol,整个硅氧四面体[SiO4]正负电荷重心重合,不带极性。

5.桥氧与非桥氧
桥氧:玻璃中被两个硅原子所共用的氧为桥氧。

非桥氧:只和一个硅原子键合的氧为非桥氧。

6.钠硼硅玻璃基本成分:Na2O,B2O3,SiO2
7.混合碱效应
这二元碱硅玻璃中,当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变,用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时,玻璃的性质出现明显极值。

8.玻璃的热历史
指玻璃从高温液态冷却,通过转变温度区域和退火温度区域的经历。

9.粘度概念,粘度与温度的关系
概念:在外力作用下,玻璃液中的结构组元发生流动,如果这种流动是以占据结构空位的方式来进行的,则称为黏滞流动。

当作用力超过内摩擦阻力时,就会发生黏滞流动。

关系:晶体在达到凝固点时,粘度呈直线上升。

玻璃的粘度则随温度降低而增大。

从玻璃液到固态玻璃的转变,粘度是连续变化的
10.玻璃的料性,温度转变区
图4-1(两种不同类型的玻璃的粘度温度曲线)这两种玻璃随着温度变化其粘度变化不同,称为具有不同的料性。

曲线斜率大的玻璃属于短性玻璃,曲线斜率小的玻璃,属于长性玻璃。

差值△T越大,玻璃的料性就越长,玻璃成型和热处理的温度范围就越宽广,反之就狭小。

图4-2(Na,Ca,Si玻璃的弹性,粘度和温度的关系曲线)A区因温度较高,玻璃表现为典型的
粘性液体,其弹性性质近于消失。

在这一温度区中粘度仅取决于玻璃的组成与温度。

B区粘度除取决于组成和温度外,还与时间有关。

当温度继续降低进入C区,弹性模量进一步增大,粘滞流动变得非常小。

玻璃的粘度仅取决于组成和温度,而与时间无关
11.黏度参考点
(1)、应变点:应力能在几小时内消除的温度,大致相当于粘度为10^13.6Pa·s时的温度。

(2)、转变点:相当于粘度为10^12.4Pa·s时的温度,通常用Tg表示。

(3)、退火点:应力能几分钟内消除的温度,大致相当于粘度为10^12Pa·S时的温度。

12.影响玻璃强度的主要因素(化学键强度,表面状态)
化学键强度,表面微裂纹,微不均匀性,结构缺陷和外界条件(温度,活性介质,疲劳)
13.淬火玻璃与退火玻璃的热膨胀曲线
在330℃以下,由于质点间距较大,互相间吸引力较弱,在升温过程中显示出热膨胀较高。

在330~570℃之间,由于升温而膨胀以及由于应变的存在而收缩。

在330~500℃之间,因温度还不是太高,质点调整还较困难,故因应变存在,而产生的收缩未占主导地位,总的效果是膨胀大于收缩,曲线已明显趋于平坦。

在500~570℃之间,由于温度不断升高,收缩逐渐超过膨胀,并占据主导地位,此时收缩大于膨胀。

到达Tg时,质点可以移动,玻璃试样2内存在巨大应变迅速松弛,结构也趋于平衡,使热膨胀曲线迅速上升。

14.热膨胀系数测定方法。

石英膨胀仪法,双丝法,干涉法
15.化学稳定性
玻璃制品在使用过程中受到水,酸,碱,盐,气体及各种化学试剂和药业的侵蚀,玻璃对这些侵蚀玻璃的抵抗能力称为化学稳定性。

16.酸碱对玻璃的侵蚀机理
水和酸对玻璃的侵蚀只是改变,破坏或溶解玻璃结构中的R2O,RO等网络外体物质;而碱性溶液不仅对网络外体氧化物起作用,而且也对玻璃结构中的硅氧骨架起溶蚀作用。

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