玻璃

第一篇生产过程原理第三章玻璃（8 学时）

一、基本概念

1、玻璃

2、应变点、退火点、变形点、软化点、流动温度、熔化温度

3、逆性玻璃

4、表面张力

5、玻璃的化学稳定性

6、热钢化、化学钢化

二、判断题

1、当熔体冷却为玻璃时其热力学性质随温度的变化而连续变化。熔融态向固态玻璃的转变在转变温度区间（T s～T f）进行。T g为玻璃转变温度（相当于粘度1012.4泊），T f为玻璃膨胀软化温度（相当于粘度108～10泊）。（）

2、砷-硫（硒、碲）系统玻璃，其代表为As2S3和As2Se3。硫系玻璃具有优异的红外透过性能。（）

3、玻璃中随SiO2含量下降，碱金属氧化物含量增加，系统中桥氧数上升，氧数R下降，硅氧骨架连接程度下降，网络结构呈架状－层状－链状－组群状－岛状改变。（）

4、“逆性玻璃”共同点是网络外体氧化物的含量大于玻璃生成体氧化物，逆向玻璃的离子性成分很高，也有人称为“离子玻璃”。（）

5、玻璃粘度决定于硅氧四面体的连接程度，即随O/Si比的上升而下降，引入碱金属氧化物R２O（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O等）时，粘度降低。（）

6、二价金属离子对粘度的影响比较复杂。一般来说降低粘度的顺序是：MgO＞SrO ＞CaO ＞BaO。（）

7、B2O3含量较少时，玻璃粘度随含量升高而升高。B2O3含量为15％趋于最高点，以后部分[BO3]变成[BO4]三角体，粘度下降。（）

8、玻璃的密度主要取决于：1、构成玻璃的原子的质量；2、原子堆积紧密程度；3、配位数。网络结构紧密或网络外结构被填空，密度增加；温度升高，密度增加；压力增加，密度增加。（）

9、玻璃中有完整的、强的Si-O键的强度较高。在石英玻璃中加入R+离子后，强度降低。（）

10、玻璃的热膨胀系数大小主要决定于网络骨架，Si-O组成三度空间网络，刚性大，不易膨胀。加入R2O和氧化物后，膨胀系数增大。引入的少量Al2O3，膨胀系数下降。（）

11、玻璃的密度大，结构致密，折射率大。石英玻璃密度小，具有较小的折射率，BaO、PbO折射率高。温度升高玻璃的折射率增大。（）12、玻璃受水侵蚀时，玻璃中的金属离子浸出，离子交换,水化形成

Si[OH]4,形成硅酸凝胶,形成SiO2薄膜,称为“保护膜层”。普通硅酸盐玻璃中含有RO、R2O3等离子，具有一定的抗水侵蚀能力。（）

13、除氢氟酸外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，它是通过水的作用侵蚀玻璃。浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。高碱玻璃的耐酸性小于耐水性,高硅玻璃的耐酸性大于耐水性,普通硅酸盐玻璃碱含量较高。（）14、玻璃置于空气中，受到空气中水汽、CO2、SO3等侵蚀。它们往往比水溶液具有更大的侵蚀性。对玻璃的侵蚀，先是以离子交换为主的释碱过程，后来逐步过渡到以破坏网络为主的溶蚀过程。（）

15、玻璃中硅氧含量愈多，硅氧四面体[SiO4]互相连接程度愈大，玻璃的化学稳定性越高。退火时间增长和退火温度提高，化学稳定性降低。（）

16、玻璃体的缺陷主要有三大类：气泡（气体夹杂物）、结石（结晶夹杂物）条纹和裂纹。（）

17、影响化学抛光的因素有：1、玻璃成份，钠钙玻璃最易于抛光，铅晶质玻璃难于抛光；2、氢氟酸与硫酸比例；3、酸液温度；4、处理时间，过短作用不完全，过长则表面有盐类沉淀。（）

18、影响玻璃热钢化的因素有淬火温度、介质传热速率、玻璃厚度、玻璃组成等。淬火温度高好；冷却快好；薄好、厚不行；膨胀系数小好，石英玻璃钢化效果最好。（）

19、化学钢化用α大离子交换小的离子，如Na+、K+交换Li+，表面α大，内部α小，冷却产生压应力。（）

20、蚀刻后玻璃的表面性质决定于氢氟酸与玻璃作用后所生成的盐类性质、溶解度大小、结晶的大小，以及是否容易从玻璃表面清除。若反应物不断被清除，腐蚀作用均匀，可以得到非常光滑或有光泽的表面。反应产物溶解度小，得到粗糙无光泽的表面；结晶小，使表面无光泽。（）

三、思考题

1、玻璃具有哪些共同的特性，可以分为哪几类？

2、玻璃结构网络学说的要点？

3、影响玻璃熔体粘度的主要因素有哪些？

4、玻璃表面张力有什么样的工艺意义？

5、主要粘度参考点所代表的含义是什么？

6、影响玻璃强度的主要因素有哪些？

7、影响玻璃弹性、脆性、硬度、热膨胀性和折射率的主要因素有哪些？

8、影响玻璃化学稳定性的因素有哪些？

9、玻璃组成的设计和确定的原则有哪些？

10、玻璃表面张力有什么样的工艺意义？

11、碎玻璃在生产中有什么样的作用？

12、引入某种氧化物的玻璃原料是否唯一？试举例说明。

13、制造普通玻璃的主要原料有哪些？对它们有哪些基本要求？

14、配合料的质量要求和质量控制有哪些?

15、玻璃体的缺陷有哪些？各自产生的原因是什么？

16、普通玻璃有哪些主要种类？各自的生产工艺要点是什么？

17、玻璃离子着色的机理是什么？

18、玻璃半导体着色的机理是什么？半导体着色可获得什么样的色彩？

19、玻璃的深加工有哪几类，每类包括哪些方法？

20、常见特种玻璃有哪些种类？它们最主要性能指标有哪些？

21、与普通玻璃相比，淬火玻璃有哪些特别的性能？为什么？

22、钢化方法有哪几种，各自有什么工艺控制要点？

23、微晶玻璃与普通玻璃有何异同？其主要用途有哪些？

24、试计算某厂生产的翠绿色啤酒瓶的配料量。

已知条件：

（1) 翠绿色啤酒瓶玻璃成分（wt％）

玻璃中各成分的来源：注意还有伴生成分：

2) 原料的化学成分组成

25、试计算某厂生产玻璃的配方，已知条件如下：1、玻璃的设计成分（见表2-3-5）

玻璃的设计成分（质量％）

2. 各种原料的化学成分（见表2-3-6）

表2-3-6 各种原料的化学成分（％）