第一章 玻璃的定义与结构
欧洲标准EN109611998建筑玻璃-镀膜玻璃-第一章定义和分级
欧洲标准EN109611998建筑玻璃-镀膜玻璃-第一章定义
和分级
本标准定义和分类膜玻璃，用于建筑用途。
它将膜玻璃定义成可以作
为建筑玻璃的一部分使用，并规定了膜玻璃的各种类型、用途、性能特点
和包装要求。
1范围
本标准定义和分类膜玻璃，用于建筑用途。
它不适用于用于汽车或船
舶等交通工具上的玻璃。
2定义
膜玻璃是由聚乙烯或一些其他物质镀在玻璃表面的任何透明物质。
它
可以作为建筑玻璃的一部分。
3分类
膜玻璃可以根据其功能特点按如下类型分类：
a)吸热膜：这种膜玻璃能吸收太阳辐射，防止室内过热。
b)防紫外线膜：这种膜玻璃能吸收太阳辐射，防止紫外线辐射造成的
皮肤癌和肌肤老化。
c)隔热膜：这种膜玻璃能阻隔热量，降低室内温度，减少空调能源的
消耗。
d)隔音膜：这种膜玻璃能隔绝外界的噪音，提高室内的隔音性能。
e)安全膜：这种膜玻璃破碎后可以形成细小的颗粒，以减少撞击伤害。
f)防护膜：这种膜玻璃具有窗户防护作用，可防止外界的破坏和入侵。
4要求。
玻璃工艺学复习资料
玻璃⼯艺学复习资料第⼀章玻璃的定义与结构1、解释转变温度、桥氧、硼反常现象和混合碱效应。
转变温度：使⾮晶态材料发⽣明显结构变化，导致热膨胀系数、⽐热容等性质发⽣突变的温度范围。
⾮桥氧：仅与⼀个成⽹离⼦相键连，⽽不被两个成⽹多⾯体所共的氧离⼦则为⾮桥氧。
桥氧：玻璃⽹络中作为两个成⽹多⾯体所共有顶⾓的氧离⼦，即起“桥梁”作⽤的氧离⼦。
硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加⼊氧化硼时，往往在性质变化曲线中产⽣极⼤值和极⼩值，这现象也称为硼反常性。
混合碱效应：在⼆元碱玻璃中，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，玻璃的性质不是呈直线变化，⽽是出现明显的极值。
这⼀效应叫做混合碱效应。
2、玻璃的通性有哪些？各向同性；⽆固定熔点；介稳性；渐变性和可逆性；①.各向同性玻璃态物质的质点总的来说都是⽆规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何⽅向都是相同的。
这⼀点与液体类似，液体内部质点排列也是⽆序的，不会在某⼀⽅向上发现与其它⽅向不同的性质。
从这个⾓度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。
②.⽆固定熔点玻璃态物质由熔体转变成固体是在⼀定温度区域（软化温度范围）内进⾏的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历⼏百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。
③.介稳性玻璃态物质⼀般是由熔融体过冷⽽得到。
在冷却过程中粘度过急剧增⼤，质点来不及作有规则排列⽽形成晶体，因⽽系统内能尚未处于最低值⽽⽐相应的结晶态物质含有较⾼的能量。
还有⾃发放热转化为内能较低的晶体的倾向。
④.性质变化的渐变性和可逆性玻璃态物质从熔融状态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质变化是连续的和可逆的，其中有⼀段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。
3、分别阐述玻璃结构的晶⼦学说和⽆规则⽹络学说内容。
答：（1）玻璃的晶⼦学说揭⽰了玻璃中存在有规则排列区域，即有⼀定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶⼦学说机械地把这些有序区域当作微⼩晶体，并未指出相互之间的联系，因⽽对玻璃结构的理解是初级和不完善的。
玻璃工艺学玻璃的物理化学特性
3 热历史对密度、粘度、热膨胀的影响
• T提高未达到Tg ~Tf区时,快冷玻璃的热膨 胀系数和慢冷玻璃的热膨胀系数变化相同, 快冷玻璃的热膨胀系数较大；
• 当通过Tg ~Tf区时,快冷玻璃的热膨胀系数 变化较小,慢冷玻璃的热膨胀系数产生了突 变；
• T继续提高时,快冷玻璃的热膨胀系数先升 后降,慢冷玻璃的热膨胀系数继续升高或下 降。
• 2二元系统玻璃生成规律 1 形成范围与R的半径、电价、极化率、场
强、配位数等有关
结束
2 RmOn-B2O3系统玻璃的生成规律
①同价R半径越大成 玻范围越大。
②半径相近,电荷越 小成玻范围越大。 Li+>Mg2+>Zr4+
成 玻 区 50 域 40
30
Pb
2+
Na
K
mol%
20 10
+ Li
2+
结束
要掌握的玻璃结构
• 硅酸盐玻璃：石英玻璃、R2O-SiO2 系统玻璃和R2O- RO- SiO2系统玻 璃
• 硼酸盐玻璃：B2O3玻璃、碱硼酸盐 玻璃和钠硼硅玻璃
• 磷酸盐玻璃： P2O5玻璃
结束
1.1.4玻璃结构中阳离子的分类与作用 1 玻璃结构中阳离子的分类
• 玻璃结构中阳离子的分类是依据元 素与氧结合的单键能的大小和能否 生成玻璃,将氧化物分为：网络生成 体氧化物、网络外体氧化物、中间 体氧化物。相应的阳离子分别称为 网络生成离子、网络外离子、中间 离子。
1 硅酸盐熔体的结构 硅酸盐熔体倾向形成形状不规则、
短程有序的大离子聚集体
2 硅酸盐熔体的结构特点
①熔体中有许多聚合程度不同的负离子团平衡共存,
玻璃培训资料
玻璃培训资料第一章：玻璃基础知识：1、玻璃的定义：一种较为透明的液体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
主要成份是二氧化硅。
2、玻璃的分类：2.1 ：玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。
平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃（分有槽/无槽两种）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。
浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。
2.2 :按厚度可分为：3.2、4、5、6、8、10、12、15、19mm等。
2.3 ：按玻璃的透光率可分为普通透明玻璃和超白玻璃两种。
2.3 按颜色可分为：F绿、H绿、本体蓝、欧洲灰等。
2.4 深加工后的玻璃可分为：钢化、半钢化、夹胶、磨砂（或喷砂）、彩釉、中空、镀膜、热弯等。
第二章：玻璃深加工内容：1、钢化及半钢化1.1、钢化：钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后通过钢化炉加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却，在其表面形成均匀的压应力，而内部形成张应力，使其机械强度提高，有效的改善了玻璃的抗风压和抗冲击性能。
钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说，具有两大特征：1）前者强度是后者的数倍，抗拉度是后者的3倍以上，抗冲击是后者5倍以上。
2）钢化玻璃不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人体伤害大大降低。
1.1.1、钢化玻璃可分为水平钢化和弯钢化两种。
一般我们所提及的钢化均指水平钢化。
弯钢化玻璃是指玻璃在经过钢化炉后,还未冷却前,将玻璃弯成规定的形状,但形状必须是圆的一部分。
1.2、半钢化：半钢化玻璃与钢化玻璃的工艺方法相近，只是冷却速度较慢，因此表面应力小于钢化玻璃，其强度只是普通玻璃的2倍。
其相比较钢化玻璃，不易发生自爆，有相对较好的平整度。
2、夹层玻璃。
夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃（也可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃）和玻璃之间的有机胶合层构成。
玻璃包装材料
2、辅助原料
澄清剂：高温下自身能气化或分解放出气体，促进排除 玻璃液中气泡的物质； 着色剂：能使玻璃对可见光产生选择性吸收的物质； 脱色剂：出去玻璃原料中的铁、铬等能使玻璃着色的有 害杂质； 助熔剂：能降低玻璃熔融温度，加速熔融的物质； 乳浊剂：使玻璃制品成为乳浊状态的物质。
五、常见玻璃的结构
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第三篇 玻璃包装材料与制品 Glass Packaging
LOGO
第一章 绪论 Introduction
常见玻璃包装
一、玻璃的定义
介于晶态和液态之间的一种特殊状态，由熔融体过 冷而得，其内能和构形熵高于相应的晶态，其结构为 短程有序和长程无序。 玻璃是熔融体冷却为固体时，不结晶的无机产物。
A solid, transparent substance made by melting sand with a mixture of soda, potash and lime.
二、特点
1、优点： 透明； 坚硬耐压； 良好的阻隔性能； 耐热、耐腐蚀； 成形和加工方法多样； 原料丰富，价格低廉，且可回收再利用。 2、缺点： 较低的耐冲击性和较高的比重； 熔制时能耗较高。
二、玻璃的导热性
导热系数λ w:
q X w F T
q：单位时间内垂直通过玻璃的热量； X：玻璃厚度； F：与热源方向垂直的玻璃横截面积； ΔT：玻璃两侧表面的温度差。
当玻璃一侧遇急冷或急热时，导热系数越大，热传递越快， 玻璃两侧温差消除越快，玻璃的耐热性能越好！ 导热系数一定时，玻璃厚度越小，传热速率越快，耐热性 越好！
（2）Properties 性质变化： • 化学稳定性降低； • 抗热冲击性能下降； • 硬度和强度降低； • 玻璃的熔融温度降低； • 加工性能提高。
玻璃的结构与性质分析
(b) 加热时与冷却时测定的Tg温度应一致。 实 际测定表明玻璃化转变并不是在一个确定的Tg 点上，而是有一个转变温度范围。
结论：玻璃没有固定熔点，玻璃加热变为熔 体过程也是渐变的。玻璃转变温度Tg是区分玻 璃与其它非晶态固体的重要特征。
4.性质变化的连续性和可逆性
玻璃态物质从熔体状态 到固体状态的性质变化 过程是连续的和可逆的 ， 其中有一段温度区域呈 塑性，称为“转变”或 “反常”区域，在这区 域内的性质有特殊变化。
非晶态是指以不同方法获得的以 结构无序为主要特征的固体物质状态。
玻璃态是非晶态固体的一种，我国 的技术词典里把它定义为“从熔体 冷却，在室温下还保持熔体结构的 固体物质状态”习惯上称之为“过 冷的液体”
玻璃中的原子不像晶体那样在空间作远程有 序的排列，而近似于液体，同样具有近程有序排 列，玻璃像固体一样能保持一定的外形，而不像 液体那样在自重作用下流动。
碱硅酸盐玻璃结构（掌握）
过程：在石英玻璃中加入R2O，Si/O比值降低， 有非桥氧出现。如下图所示
—Si—O—Si—
Si O- R+
桥氧
非桥氧
图1-3 氧化钠与硅氧四面体间作用的示意图
结果：非桥氧的出现使硅氧网络断裂；其过 剩电荷为碱金属离子所中和；硅氧四 面体失去原有的完整性和对称性，使 玻璃结构减弱和疏松。
2、介稳性
玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在 冷却过程中粘度急剧增大，质点来不 及做有规则的排列，系统内能尚未处 于最低值。从而处于介稳状态；在一 定的外界条件下它仍具有自发放热转 化为内能较低的晶体的倾向。
3、无固定熔点
• Tg—玻璃转变温度 • <Tg，固体（玻璃 ） • >Tg，熔体
无机非金属材料工学(玻璃)讲解
五、玻璃粘度的近似计算
1．奥霍琴法：适用于含MgO、Al2O3的Na-Ca-Si系玻璃。且各主要氧化物含量范围为 Na2O 12%～16%， CaO+MgO 5%～12%，Al2O3<5%，SiO2 64%～80%T=AX+BY+CZ+DT—某粘度对应的温度；X、Y、Z 分别为Na2O 、（CaO+MgO）、Al2O3的质量百分数；A、B、C、D为各氧化物的特性常数，见表。
二、表面张力的影响因素
玻璃组成：不同成分会影响玻璃的表面张力。玻璃的成分可分为三类，即非表面活性组分、中间性质组分和难熔表面活性组分。一般地，前者会增大表面张力而后两者会减小玻璃的表面张力。温度：表面张力与温度成反比，温度每升高100℃表面张力会下降1%。粘度：粘度与表面张力成正比。
第五节 玻璃的密度
两种观点的相同之处是都认为是近程有序而远程无序，不同之处是近程程度不同。
第三节 粘 度
一、粘度的定义
指面积为S的二平行液层，以一定速度梯度dv/dx移动时需要克服的内摩擦力。ƒ =ηsdv∕dx η—粘度系数（Pa·S）
二、玻璃粘度参考点
应变点：（1013.6Pa·S）应力在几小时内消除的温度点；转变点（Tg）：(1012.4 Pa·S) 的温度；退火点：（1012Pa·S）应力在几分钟内消除的温度点；变形点：1010～1011Pa·S的温度；软化温度：（ Tf）(3～5)×106Pa·S的温度；操作范围：（ 103～106.6Pa·S）成型时玻璃表面的温度；熔化温度：（10 Pa·S）的温度；自动供料机供料粘度：（102～103Pa·S）的温度。
玻璃工艺学复习材料
玻璃工艺学复习重点第一章绪论狭义的玻璃定义为：玻璃是一种熔融物冷却、凝固的非结晶（在特定条件下也能成为晶体）无机物质，是过冷的液体。
广义的玻璃定义是：结构上完全表现为长程无序的、性能上具有玻璃转变特性的非晶态固体。
玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体。
玻璃具有如下的特性：1、各向同性；2、无固定熔点；3、亚稳性（介稳性）4、变化的可逆性；5、可变化性。
晶子学说是由门捷列夫于1921年提出的。
晶子学说的成功之处在于它解开了玻璃是我微观结构不均匀性和近程有序的结构特性。
无规则网络学说：其排列是无序的，缺乏对称性和周期性重复，因而其内能大于晶体。
无规则网络学说宏观上强调了玻璃中多面体相互排列的连续性，统计均匀性和无序性。
晶子学说以玻璃结构的近程有序为出发点，而无规则网络学说则强调了玻璃结构的连续性、统计均匀性和无序性。
准晶是具有准周期平移格子构造的固体，其中的原子常呈定向有序排列，但不做周期性平移重复，其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称（如5次对称轴）。
液晶：在一定温度范围出现液晶相，在较低温度为正常传晶的物质。
从宏观物理性质看：液晶既有液体的可流动性、粘滞性，又具有晶体的各向异性。
从微观结构上看，晶体具有一定的长程有序性，即分子按某一从优方向排列，这是其物理性质各向异性的主要原因。
然而，液晶又是平移无序或部分平移无序的，因而也具有某些类似液体的性质。
网络形成体（玻璃形成体）氧化物能单独形成玻璃。
网络外体（玻璃整体）氧化物不能单独形成玻璃。
网络中间体（玻璃中间体）氧化物一般不能单独生成玻璃。
第二章玻璃的主要性质粘度是度量流体粘性大小的物理量。
粘度的物理意义是指面积为A的两平行液层，以一定的速度梯度dv/dx移动时需要克服的摩擦力。
石英颗粒的溶解、扩散速度加快，有利于玻璃的快速形成。
在璃的澄清过程中，气泡在玻璃液中的上升速度与玻璃液的粘度成反比。
在玻璃的均化过程中，不均质体的扩散速度也与玻璃的粘度成反比关系，因此玻璃粘度的降低，可加速不均物质和气泡的扩散，加快玻璃液的均化过程。
第一章 玻璃的结构与组成
第一章玻璃的结构与组成1-1\名词解释1、硼-氧反常：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中的作为非桥氧出现于结构中，二十是硼氧三角体【BO3】转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体【BO4】,导致B2O3玻璃从原来两维空间的层状结构部分转变为三维空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应的向着相反的方向变化。
这就是所谓的“硼氧性反常”。
2、硼反常：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。
“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体【BO3】与硼氧四面体【BO4】之间的量变而引起性质突变的结果。
3、硼-铝反常：“硼-铝反常”体现在一系列性质变化中，如折射率、密度、硬度、弹性模量。
在介质常数与膨胀系数变化曲线中显得很模糊。
色散、电导与介质损耗等则不出现“硼-铝反常”。
4、积聚作用：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。
5、解聚作用：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。
若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。
6、混合碱效应：在二元碱硅玻璃中，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，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。
这一效应称为混合碱效应，过去称为“中和效应”。
7、压制效应：在含碱硅酸盐中随RO增加，是R+在扩散中系数下降。
8、逆性玻璃：如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，情况就大为不同。
即使Y<2也能制成玻璃，而且某些性能随金属离子数的增大而变好。
玻璃化学知识点总结
玻璃化学知识点总结玻璃化学第一章1玻璃的定义：玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体，其原子不像晶体那样在空间作长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。
2玻璃的特性：①各向同性: 玻璃体在任何方向都具有相同的物理化学性质。
就是说，玻璃态物质各个方向的硬度、弹性模量、热膨胀系数、热传导系数、折射率、导电率等都是相同的，而非等轴晶系的晶体具有各向异性。
②介稳性玻璃处于介稳状态，就是说，玻璃态物质是由熔融体过冷却或其它方法形成玻璃时，系统所含有的内能并不处于最低值③性质的可变性玻璃的成分在一定的范围内可以连续变化，与此相应玻璃的性质也随之发生连续的变化。
④性质变化的可逆性:玻璃在固态和熔融态间可逆转化时，其物理化学性质的变化是连续的和渐变的，而且是可逆的。
3玻璃的转变：在Tg～T温度范围内及其附近的结构变化情况，可以从三个温度范围来说明：①在Tf以上：由于此时温度较高，玻璃粘度相应较小，质点的流动和扩散较快，结构的改变能立即适应温度的变化，因而结构变化几乎是瞬时的，经常保持其平衡状态。
因而在这温度范围内，温度变化快慢对玻璃的结构及其相应的性能影响不大。
②在Tg以下：玻璃基本上已转变为具有弹性和脆性特点的固体物质，温度变化的快慢，对结构、性能的影响也相当小。
这个温度间距一般称为退火温度。
低于这一温度范围，玻璃结构实际上可以认为已被“固定”，即不随加热及冷却的快慢而改变。
③在Tg一Tf范围内：玻璃的粘度介于上述两种情况之间，质点可以适当移动，结构状态趋向平衡所需的时较短。
因此玻璃的结构状态以及玻璃的一些结构灵敏的性能，由Tg一Tf区间内保持的温度所决定。
4氧化物形成玻璃条件：①氧离子最多同两个阳离子相连接；②围绕阳离子的氧离子数目不应过多（一般为3或4）；③网络中这些样多面体以顶角相连，不能以多面体的边或面相连；④每个多面体至少有三个氧离子与相邻的多面体相连形成三度空间发展的无规则网络。
5无规则网络学说：强调了玻璃中多面体相互间排列的连续性、均匀性和无序性方面。
玻璃的结构和组成
论据：①玻璃的X射线 衍射图一般有宽广的 （或弥散的 ）衍射峰， 与相应晶体的强烈尖 锐的衍射峰有明显的 不同，但二者峰值所 处的位置基本是相同 的。
② 把晶体磨成细粉，颗粒度小于0.1μm时，其X射线 衍射图也产生一种宽广的（或弥散的 ）衍射峰，与 玻璃类似，而且颗粒度越小，衍射图的峰值宽度越 大。
三度空间网络发生解聚，出现与一个硅原子键合的 非桥氧，碱金属离子处于非桥氧附近的网穴中，中 和过剩电荷。
原因：碱金属氧化物的加入使氧硅比值相对增大。 结果： [SiO4]网络失去原有的完整性，结构减弱疏
松，导致一系列性能变坏。
1.3.3 钠钙硅玻璃结构 CaO的加入使钠硅玻璃结构加强，一系列性能变好，
一、晶子学说
提出：1921年列别捷夫研究光学玻璃退火时，发现 折射率随温度变化曲线上520℃附近有突变，认为 这是玻璃中石英“微晶”晶型转变所致。
内容：认为玻璃是由无数“晶子”所组成。晶子是 尺寸极其微小、晶格变形的有序排列区域，分散在 无定形介质中，从晶子到无定形部分是逐步过渡的， 没有明显的界限。
三角形结构。B-O键是极性共价键，共价性成分约 占56%，键强略大于Si-O键，约为119cal/mol。整 个[BO3]正负电荷重心重合，不带极性。
根据X射线衍射和核磁共振的研究，证明B2O3玻璃 是由[BO3]组成的，但连接方式尚未彻底弄清。
由于B2O3玻璃密度与六角形结晶态的B2O3差别较 大，故不能把结晶态的结构推广到玻璃中。
玻璃结构的无序性主要是由于Si-Si距离（即Si-OSi键角）的可变性造成的。
[SiO4]之间的旋转角度也是无序分布的。所以[SiO4] 之间不能以边或面相连，而只能以顶角相连。
石英玻璃是[SiO4]之间以顶角相连，形成一种向三 度空间发展的架状结构，内部存在许多空隙。
玻璃制作基本知识
玻璃制作基本知识
1. 玻璃的定义和分类
玻璃是一种非晶态物质，由氧化硅和其他金属氧化物在高温下
熔融后迅速冷却形成的。
根据成分和用途的不同，玻璃可以分为多
种类型，如硅酸盐玻璃、钠玻璃、铅玻璃等。
2. 玻璃制作过程
玻璃制作的一般过程包括以下几个步骤：
- 原料配料：将适量的硅酸盐、氧化物等原料按照一定比例混合。
- 熔制成型：将原料放入熔融炉中，加热至适当温度使其熔化，并通过模具或玻璃棒等工具进行成型。
- 锻造和薄板制作（可选）：通过压制、拉伸等方式改变玻璃
的形状和厚度。
- 冷却退火：将制作好的玻璃加热和快速冷却，以消除内部应
力和提高强度。
- 精加工和处理：对玻璃表面进行打磨、抛光、涂层等处理，
以改善外观和性能。
3. 玻璃制品的应用
玻璃制品广泛应用于建筑、家居、交通工具、电子产品等领域。
常见的玻璃制品包括平板玻璃、镜子、餐具、瓶罐、光纤等。
4. 玻璃的性能和特点
玻璃具有透明、均匀、硬度高、防腐蚀、耐高温等特点。
然而，由于玻璃的脆性和易碎性，需要注意防止碰撞和破损。
5. 玻璃制作的环保与安全
玻璃制作过程中产生的废气、废水和废渣等需要进行妥善处理，以确保环境安全。
在使用和搬运玻璃制品时，应注意防护和安全措施，避免意外发生。
以上是关于玻璃制作基本知识的简要介绍，希望能对您有所帮助。
第一章 玻璃与多晶粉末
14
形成玻璃的动力学手段
Tamman(塔曼)的观点：
影响析晶因素：成核速率Iv和晶体生长速率u －－
需要适当的过冷度：
过冷度增大，熔体粘度增加，使质点移动困难，不
利于从熔体中扩散到晶核表面，不利于晶体成核和生长； 过冷度增大，熔体质点动能降低，有利于质点相互 吸引而聚结和吸附在晶核表面，有利于成核。
化 性能 SiO2 GeO2 B2O3 Al2O3 As2O3 BeF2 ZnCl2 LiCl Ni Se 合 物
TM(℃)
(TM)(dPa.s)
Tg/Tm
1710
107 0.74 10-6
1115
106 0.67 10-2
450
105 0.72 10-6
2050
0.6 ~0.5 103
280
105 0.75 10-5
540
106 0.67 10-6
320
30 0.58 10-1
613
0.02 0.3 108
1380
0.01 0.3 107
225
103
0.65
dT/dt(℃/s)
10-3
28
1. 熔点时的粘度高，易形成玻璃，析晶 阻力较大，TM时的粘度是形成玻璃
结 论
的主要标志。
2. dT/dt越小，容易形成玻璃。 3. Tg/TM接近“ 2/3”时，易形成玻璃， 即三分之二规则。
组成晶格的几率较高，在凝固点由库仑力迅速组成
就易析晶而不易形成玻璃。反之，就不易析晶而易 形成玻璃。
u u
IV
IV
IV u IV
(A)
T
析晶区
(B)
T
22
熔体在TM温度附近，若粘度很大，此时晶核产
玻璃的结构与组成
赵彦钊 殷海荣 主编 化学工业出版社 第1版
1
玻璃工艺学
第一章 玻璃的结构与组成
2
一、玻璃的定义
结构上完全表现为长程 无序的、性能上具有玻璃转 变特性的非晶态固体。
二、玻璃的通性
1. 2. 3. 4. 5. 各向同性（物理化学性质） 介稳性（形成晶体的趋势） 无固定熔点 性质变化的连续性 性质变化的可逆性
2.
3.
5
五、单元系统的玻璃
1、石英玻璃结构
（O －Si－O）键角
硅氧（Si－O）键
硅氧四面体[SiO4]
6
2、氧化硼玻璃结构
硼氧三角体[BO3]
7
3、五氧化二磷玻璃结构
磷氧四面体 存在不对称中心
| P O |
8
14
八、 逆性玻璃
玻璃中的桥氧数（Y）决定了玻璃的性能。 ⑴ 二元碱硅玻璃中：
Y＝3时，性能发生变化 Y<2时，不能形成玻璃
⑵ 多元碱硅玻璃（逆性玻璃）：存在两种以上 金属离子
Y<2时，亦能形成玻璃，性能随金属离子数变化。
逆性玻璃含义：
① 结构是逆性的 ② 性质是逆性的
15
16
九、其它玻璃种类
3
三、玻璃结构
“玻璃结构”是指离子或原子在空间的几何配臵以及它们 在玻璃中形成的结构形成体。
1. 晶子学说（列别捷夫）
玻璃是由无数“晶子”所组成的，晶子是具有晶格变形的
有序排列区域，分散在无定形介质中，从“晶子”部分到无定 形部分是逐步过渡的，二者之间并无明显界线。 2. 无规则网络学说（查哈里阿森） 玻璃的近程有序与晶体相似，即形成阴离子多面体，多面 体顶角相连形成三维空间连续的网络，但其排列似拓扑无序的。
玻璃的结构与性质
[SiO4]石英晶体结构以及所表达的石英玻璃、钠硅酸盐 玻璃晶子结构示意图
晶子学说的价值在于它第一次指出了玻璃中存 在微不均匀物，即玻璃中存在一定的有序区域，这对 于玻璃分相、晶化等本质的理解有重要价值。
无规则网络学说
查氏把离子结晶化学原则和晶体结构知识推演到玻璃态 物质，描述了离子—共价键的化合物，如熔融石英、硅酸盐 和硼酸盐玻璃。 核心观点：
3.无固定熔点
玻璃态物质由固体转变为液体是在一定温度区 间（转化温度范围内） 进行的，它与结晶态物质不同，没有固定熔点。
4.性质变化的连续性和可逆性
玻璃态物质从熔融状态到固体状态的性质变化过程是连续的和可逆的， 其中有一段温度区域呈塑性，称为“转变”或“反常”区域，在这区域内性 质有特殊变化。图1-1表示物质的内能和比容随温度的变化。
1.2玻璃的生成规律及其相变
1.2.1影响玻璃生成的因素
1.热力学条件
2. 动力学条件
1.热力学条件
玻璃态物质与相应结晶态物质相比具有较大的内能，因此它总是有降低内能向晶 态转变的趋势，所以通常说玻璃是不稳定的或亚稳的，在一定的条件
下（如热处理）可以转变为多晶体。玻璃一般是从熔融态冷却而 成。在足够高的熔制温度下，晶态物质原有的晶格和质点的有规则排列被破坏，发
中间体
（1）比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子。
（2）可以部分地参加网络结构。 如BeO,MgO,ZnO,Al2O3等，
2.各种氧化物在玻璃中的作用
(1)碱金属氧化物
★当碱金属氧化物加入到熔融石英玻璃中，促使硅氧四面体间连 接断裂，出现非桥氧，使玻璃结构疏松，导致一系列性能变坏。 ★由于碱金属离子的断网作用使它具有了高温助熔、加速玻璃 熔化的性能。
Chap_1_玻璃及其结构
§1.1 玻璃的概念
广义
玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
狭义
玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物
§1.2 玻璃通性与玻璃转变
1．玻璃的通性 各向同性
玻璃体的任何方向具有相同性质。就是说，玻璃 态物质在各个方向的硬度、弹性模量、热膨胀系数、 热传导系数、折射率、导电率等都是相同的，而非 等轴晶系的晶体具有各向异性。
2）VFT公式（Vogel－Fulcher－Tammann）
lg A B
T T0
式中 A、B、T0―均是与熔体组成有关的常数。
3） 特征温度
e. 操作点 : 粘度相当于 × c11形a.00.变应141的0P0.5a形变1温P3·Psa点度时·as·:的。s的粘的温温度粘温度度相度度，，当相，是是于当在指玻1于该0变璃1温４0～形成度开， 粘 玻 始 最 点 f1成.0成3性璃温高。形～形流在度点操1温0动该，温作7度P事温对度与a范·实度应，成s的围上退于又形温: 不火热称时粘度复时膨为能度。存不胀膨保相指在能曲胀持当准，除线软制于备上化 去 d品. 其形Lit应状te力所let。对on应软的化的点温:粘度度范相围当。 b于 玻 于 用 长 ℃ 1玻 化g0..退熔P1璃4的／璃。00.a5.火5化1中玻能玻m·×2s5点的iP～温应璃以璃n1a速0（温0度力纤一液·6s.P率的7T度:的维般的a5粘g加·温m。）上在要澄s度的m热度在:限特求清相直温，，此温制的、粘当径度在是温度炉速均度于，，自消度，中度化相2它重除下3也以熔得当c是下，m５ 称 达 以为到完玻每成璃分。转钟变伸温长度一。毫米时的温 度。
硅酸盐词典 玻璃的定义
硅酸盐词典玻璃的定义玻璃是一种无定形的无机非金属材料，主要成分是二氧化硅（SiO2），在高温下熔融后迅速冷却而成。
它具有透明、光滑、坚硬、脆性等特点，被广泛用于建筑、家居、装饰、器皿等领域。
玻璃的历史可以追溯到古埃及和古美索不达米亚时期，早期的玻璃制品主要是饰品和容器，随着制造工艺的不断改进，玻璃制品的种类和用途也不断扩大。
在现代工业社会，玻璃已经成为不可或缺的材料之一，其应用范围涵盖了建筑、汽车、电子、医疗等多个领域。
玻璃的生产过程主要包括原料选用、熔融、成型、退火、切割、取样等步骤。
其中，原料的选用对玻璃的质量和性能起着至关重要的作用。
在工业生产中，通常采用石英砂、石灰石和长石等为主要原料，经过混合、粉碎、熔融等处理后形成玻璃熔体，再经过成型、退火等工艺制成各种玻璃制品。
不同成分和工艺的玻璃具有不同的性能和用途。
硼硅玻璃富含硼和硅元素，具有优良的耐热性和化学稳定性，适用于光学和电子领域；钠钙玻璃主要用于一般玻璃器皿和建筑领域；铅玻璃含有大量铅元素，具有较高的折射率和抑制辐射的功能，被广泛用于制作水晶饰品和装饰品。
除了传统的玻璃制品，现代科技的发展也为玻璃带来了新的应用领域。
例如，钢化玻璃通过特殊的加工工艺提高了强度和耐冲击性，成为建筑幕墙、家具等领域的首选材料；夹层玻璃在汽车、高楼大厦等领域起到了防爆、隔音、保温等作用；光学玻璃的应用则推动了激光技术、光纤通信等领域的发展。
然而，尽管玻璃在各个领域都有着广泛的应用，但也存在一些问题和挑战。
例如，玻璃制品的生产过程会消耗大量的能源和资源，对环境造成一定的影响；玻璃制品的回收利用率较低，导致资源浪费和环境污染等问题。
因此，发展绿色、环保的玻璃制造技术和循环利用体系，成为当前玻璃产业发展的重要方向之一。
总的来说，玻璃作为一种重要的建材和工业原料，不仅在传统领域有着广泛的应用，同时也在现代科技的推动下不断创新发展。
通过不断改进生产工艺、优化产品性能和加强环保意识，玻璃产业将迎来更加广阔的发展前景，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
建筑玻璃幕墙结构-第一章 玻璃幕墙结构的概述(下)
§1.4 我国幕墙应用状况
上海大剧院采用了点支式玻璃幕墙体系，建筑风格新颖别致，融汇了东西方 上海大剧院 的文化韵味，白色弧形拱顶和具有光感的玻璃幕墙有机结合，在灯光的烘托下， 宛若一座水晶宫殿。
上海大剧院点支式玻璃幕墙
《建筑玻璃幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
近年来，随着国家对节能和环保要求的越来越高,双层幕墙越来越发
通 风 换 气 示 意 图
循环通风 提高隔声性能 减少恶劣气候的影响
双层幕墙 优点
幕墙
§1.4 我国幕墙应用状况
北 京 金 融 街 B7 大 厦
双层幕墙
外层点式幕墙为钢支撑，幕墙包括水平 分格铝槽、可开启遮阳百页等。内层为 明框玻璃幕墙，幕墙包括铝通气隔栅。
《建筑玻璃幕墙结构 》
同济大学《建筑玻璃幕墙结构》
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第一章 玻璃幕墙结构概述
本章主要内容
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 玻璃幕墙的定义、 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展
worse§1.4
我国玻璃幕墙的应用状况
§1.5 玻璃幕墙的研究现状
《建筑玻璃幕墙结构 》
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 玻璃幕墙的定义、 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
《建筑玻璃幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
北京长城饭店 京广中心
《建筑玻璃幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
进入90年代 进入90年代 90年代，我国也成功地引入了点支式玻璃幕墙技术。北京市迎接建国 50周年的献礼工程-北京植物园 北京植物园植物展览温室主体结构是由几十榀不同高度、 北京植物园 不同跨度，不在同一平面内的钢架组成。由于采用了点支式玻璃结构体系， 更完美地体现了建筑艺术的魅力。
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■
si-o键性是极性共价键,离子键和共价键各占50% si-oபைடு நூலகம்强：约443KJ/mol
■ 石英玻璃性能：黏度大，机械强度高、热膨胀系 数小、耐热、化学稳定性好等
石英玻璃与石英晶体在结构上的 相同点与不同点
相同点：都以硅氧四面体[SiO4]为结构单元构
成的三维空间架状结构
不同点：Si-O-Si键角大幅度改变，导致玻璃
思考题：B－O键能（498KJ）略大于Si－O键 能（443KJ），但是为什么单组分的B2O3玻 璃的物化性能要比SiO2玻璃差很多？
2) 碱硼酸盐玻璃结构：
以[BO3]三角体和[BO4]四面体为结构单元组
成的三度空间架状结构，碱金属离子在[BO4] 附近 性能：比碱硅玻璃性能好
xPbO.yBi2O3.ZFO，其形成玻璃规律及关系式为
当F为SiO2 时： 当F为P2O5 、 B2O3时：
x+y+z=100
x+2y=4z x+2y=6z
四、非氧化物玻璃的结构
1、硫系玻璃
硫系玻璃是指由第六主族及相邻元素（S、Se、Te、As、
Sb、Ge）等元素构成的一类具有无规则网络结构的玻璃。 玻璃中不含氧 1）单质硫、硒都能形成玻璃态物质 结构：以S8环状为结构单元的聚合长链 2）硫属化合物玻璃，主要是砷-硫系统，As2S3 、As2Se3 结构：类似于线性有机聚合体的链状结构
中的硅与硅距离的可变性
2） 碱硅酸盐玻璃
桥氧：每个氧为两个硅原子所共用；-si-o-si 非桥氧：与一个硅原子结合的氧
-o-si-
玻璃结构网络参数表达式
X=2R-Z Y=2Z-2R X----非桥氧； Y----桥氧； R----O/阳离子（原子比）
Z----配位数；
结构：碱金属氧化物使[sio4]连接的三度空间的网络
制备过程：一般将配合料加入透明石英玻璃容器，
进行真空密封后，置于电炉中加热熔融，再按一定 的工艺进行冷却制得玻璃(硫系有毒)
应用：做半导体材料、透红外材料、电子封接材料
和光电导体
2、卤化物玻璃
通常由金属卤化物（主要是氟化物）组成 结构：如BeF2玻璃是以[BeF4]四面体为结构单元构成的三度
分相现象：当玻璃中B2O3含量较多时，在低
才 共熔点以下热处理时,温度和时间控制不当，
易出现互不相溶的富硅氧相合富碱硼相
碱硼酸盐玻璃有时退火后性能
下降的原因是由于产生连通状
的分相现象 分相现象的应用：利用分相现 象制造微孔玻璃和高硅氧玻璃
思考题：单纯含有B2O3和SiO2成分的熔体，为 什么不能形成均匀一致的玻璃 ？
2 ) R2O-P2O5玻璃：由[PO4]四面体组成的链
状结构 RO-P2O5玻璃：当RO含量为0~50%范围内， 随着RO含量的增加，玻璃的软化温度上升， 热膨胀系数下降，说明P2O5玻璃中加入RO使 结构加强 3) AlPO4-BPO4-SiO2能形成玻璃 应用：制造光学玻璃、透紫外线玻璃、吸热 玻璃、耐氟酸玻璃、是一种较好的生物功能 材料等等
3)钠硼硅玻璃结构
结构：以[sio4]和[BO4]为结构单元组成的三度空间架状结构
性能：热膨胀系数小、热稳定性好、化学稳定性好。化学仪
器玻璃等
硼反常：在钠硅玻璃中加入氧化硼时，性质变化曲线出现极
值的现象。
当Na2O含量不变时，用B2O3取代sio2时，折射率、密度、 硬度出现极大值; 热膨胀系数出现极小值; 电导率、介电 损耗、表面张力不出现极值
Bi2O3- B2O3 、 PbO-P2O5 、 PbO-Bi2O3-P2O5等
2)结晶化学、热力学及动力学条件
从热力学来看，因其内能高于晶体，不利于玻璃的形成 结晶化学来看，键性主要为离子键，少部分共价键，所以单
一氧化物或没有网络形成体的二元系统难以形成玻璃
从动力学角度看，重金属氧化物形核及晶体长大需要的活化
序。在宏观上玻璃主要表现为无序性、均匀 性和连续性；在微观上又是有序性、微不均 匀性和不连续性
二、传统玻璃结构
1. 硅酸盐玻璃结构
1）石英玻璃结构
成分:sio2原子数比:1:2制造方法:CVD、PVD 结构:以硅氧四面体[sio4]为结构单元的三度空 间架状结构. [sio4]之间以键角相连,键角大约 120°～180°（比方石英宽125~162°） 结构特点:无序的、均匀的。有序范围7-8埃
W.H.Zachariasen1932年提出，1933年瓦
伦（Warren)通过一系列X-射线结构分析证 实
无规则网络学说认为 氧化物形成玻璃应具备的条件
每个氧离子应与小于或等于2个阳离子 阳离子的配位数是3或4 网络中结构单元通过顶角连相连，不能共边 或共面 每个结构单元至少有三个 顶角相连，形成 三维无规则连续网络 具备此条件的氧化物有：
第一 章 玻璃的定义与结构
第一章 玻璃的定义与结构
玻璃的定义 玻璃的通性 玻璃的结构 玻璃组成、结构、性能之间的关系 玻璃结构的研究方法
1.1 玻璃的定义
玻璃
㈠概念: 狭义概念：凝固时基本不结晶的(无机)熔融物.
广义概念：结构上完全表现为长程无序的，性能 上具有转变特性的非晶态固体。
SiO2、B2O3、GeO2、P2O5、V2O5、 Ta2O5、Sb2O5
“晶子”学说在微观上强调玻璃的有序性、微
不均匀性和不连续性（可解释玻璃分相、析 晶） 无规则网络学说在宏观上强调了玻璃中多面 体排列的连续性、均匀性和无序性（可解释 各向同性和变化的渐变性等）
玻璃态物质结构的特点：短程有序，长程无
3 磷酸盐玻璃
1) P2O5玻璃结构:以[po4]四面体为结构单元的
二度空间层状结构,层与层间靠的是较弱的范 德华力维系. [-o-p=o]
性质：黏度小、热膨胀系数大、化稳差，无
实用价值
思考题：单组分sio2形成玻璃性能优良，而单
组分p2o5和B2o3氧化物之间键强也较大，但 形成的玻璃无实用价值
1.2 玻璃态的特性
1. 2. 3.
4.
各向同性:物理化学性质在任何方向都是相同的 无固定熔点：由固态到液态是在一定温度区域内 （软化温度范围）进行的 亚稳性（介稳性）：在冷却过程中，黏度急剧增 大，没有释放出结晶潜热，因此玻璃态物质比同 组成的结晶态物质含有较大的能量----亚稳态 渐变性与可逆性：玻璃态物质从熔融态冷却（或 加热）到固体状态的过程是渐变的，其物理化学 性质变化是逐渐和连续的（过程没有新相生成）
空间的架状结构，其它卤化物易形成层状或链状结构，添加 碱金属氟化物和AlF3等组分也可形成玻璃
应用：超低折射和色散的光学材料和电子封接材料
制备时应注意的问题：密封熔制和快速冷却
5、金属玻璃的结构
金属玻璃是金属合金经过快速凝固的方法制
成的非晶态玻璃材料。兼有玻璃和金属的特 性，且有超常的物理化学性能 1974年制得mm级，现能制造块状金属玻璃 目前开发的金属玻璃系统有Fe-B、Mo-Ru-Si、 Zr-Ni、Mg-Zn、Fe-P-C、Co-Fe、Si-B、PdCu-Ni-P、Fe-Si-B、Fe-S-B-C 理论尚未完善
1.3 玻璃的结构
一、玻璃的结构理论
玻璃结构: 指组成玻璃的离子或原子在空间
的基本几何构造单元
1.3 玻璃的结构
1. 晶子学说：玻璃是由无数“晶子”所组成，
“晶子”分散在无定形介质中，从晶子部分到 无定形部分是逐渐过渡的，两者之间并无明显 界线。
（1921年列别捷夫在研究玻璃退火时发现，玻璃的折射 率随温度变化曲线在573°出现突然的变化）
“晶子”尺寸4-10A, 2-4个四面体,数量80% 证实:X-射线结构分析数据 衍射峰位置 不同点 相同
宽广（弥散状）
玻璃
方石英晶体 相同
尖锐
宽广（弥散状）
晶体细粉
相同
方石英、硅氧凝胶和熔融石英XRD 衍射图
2. 无规则网络学说： 硅酸盐玻璃是由硅氧四面体[sio4]为结构单 元的三度空间网络所组成, [sio4]排列是无序 的,缺乏对称性和周期性的重复,碱金属离子 和碱土金属离子均匀地分布在非桥氧附近 的[sio4]之间的空隙中,以维持局部的电中性
硼反常现象：玻璃的性能随Na2O的加入出现极值
的现象 反常点（极值点）：在Na2O含量的15~16%处， 原因： Na2O含量≦ 15~16%， Na2O提供的氧使[BO3]转变为 [BO4] ，形成三度空间架状结 构；当Na2O含量﹥16%后， Na2O提供的氧不是用于生成 [BO4]，而是以非桥氧的形式 出现在三角体中，使结构减弱， 导致性能下降
极值点位置：
Na2O/ B2O3=1 原因：当 B2O3﹤Na2O时， 硼是以[BO4]形式出 现，玻璃性能好； 当B2O3﹥Na2O时， 部分硼以[BO3]形式 出现，玻璃性能变 差，所以在Na2O/ B2O3=1处出现极值
硼-铝反常：在钠硼铝硅玻璃中，Al2O3代替
SiO2，当玻璃中B2O3含量不同时性质出现不 同形状的曲线，这种现象叫硼-铝反常现象。 密度、硬度、 弹性模数也 出现硼-铝反 常现象，介 电常数模糊， 色散，介电 损耗等不出 现
（具有转变温度(Tg)的非晶态材料.）
(二)分类
1. 2. 3. 4.
5.
6.
无机玻璃：石英玻璃、钠钙硅玻璃、光学玻璃、 氟化物玻璃等 金属玻璃：软磁性合金、高强度无定形合金 有机玻璃：环氧树脂 无定形炭：炭黑、碳膜 凝胶：硅胶、硅矾土等 非晶态半导体 硒系玻璃：静电复印用Se膜、显像管用光电导膜 非晶态元素玻璃：光伏用无定形半导体