玻璃工艺课后习题
玻璃工艺学:玻璃工艺学测考试题(最新版).doc
玻璃工艺学:玻璃工艺学测考试题(最新版) 考试时间:120分钟 考试总分:100分
遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。 1、名词解释 玻璃的热历史 本题答案: 2、名词解释 长性玻璃 本题答案: 3、问答题 玻璃的光学常数包括哪些内容? 本题答案: 4、问答题 玻璃原料的选择的原则有哪些 本题答案: 5、名词解释 粘度温度系数 本题答案: 6、问答题 影响玻璃黏度的主要因素有哪? 本题答案: 7、问答题 配合料的质量要求有哪些? 本题答案:
姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________
--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------
8、问答题
叙述玻璃表面激光刻花的原理?
本题答案:
9、问答题
气泡形成的原因有哪些?消除一次气泡所采取的措施有哪些?
本题答案:
10、问答题
如何利用密度控制玻璃生产的工艺过程?
本题答案:
11、问答题
玻璃生产中为何要使用澄清剂?
本题答案:
12、名词解释
E-CR玻璃
本题答案:
13、名词解释
逆性玻璃
本题答案:
14、单项选择题
遮阳系数(),阻挡阳光热量向室内辐射的性能()。A.越小,越差
B.越小,越好
C.越大,越好
D.增大,变好
本题答案:
15、名词解释
混合碱效应
本题答案:
16、问答题
玻璃工艺学智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学
玻璃工艺学智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学
齐鲁工业大学
绪论单元测试
1.玻璃吹管的使用是玻璃制造工艺的第一个变革。
答案:
对
第一章测试
1.下列哪种物质不属于网络形成体氧化物。()
答案:
Al2O3
2.晶子学说从微观上解释了玻璃的本质,即玻璃的微不均匀性,()与有序
性。
答案:
不连续性
3.非桥氧的存在,使硅氧四面体失去原来的完整性和(),使玻璃性能变差。
答案:
对称性
4.下列哪种物质属于网络外体氧化物。()
答案:
CaO
5.从热力学方面来讲玻璃是稳定的,从动力学方面来讲玻璃是不稳定的,所以
说玻璃具有亚稳性。()
答案:
错
第二章测试
1.根据键强判断属于玻璃形成氧化物(网络形成体)的是()。
答案:
键强大于80kcal/mol
2.下列哪种键型容易形成玻璃()
答案:
离子共价键
3.含有一种F(网络形成体)的三元系统有()种类型。
答案:
15
4.三元系统玻璃形成区共有()类型。
答案:
21
5.从动力学观点看,生成玻璃的关键是熔体的冷却速度(即黏度增大速度)。
()
答案:
对
第三章测试
1.稳定分相(稳定不混溶性)是液相线以下出现相分离现象。()
答案:
错
2.碱金属氧化物与二氧化硅的二元系统出现的分相属于稳定分相。()
答案:
错
3.MgO-SiO2系统中液相线以上出现的分相属于亚稳分相。()
答案:
错
4.在不稳区,分相后第二相为高度连续性的蠕虫状颗粒。()
答案:
对
5.凡是侵蚀速度随热处理时间而增大的玻璃,一般都具有孤立滴状结构。()
答案:
错
第四章测试
1.结构对称则结构缺陷较少,粘度较小。()
答案:
错
2.碱土金属氧化物降低高温粘度,升高低温粘度。()
玻璃工艺学试题库
1. 硼反常: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,此现象称为硼反常。
2. 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渐取代另一种时,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。
3. 压制效应:在钠硅玻璃中加入的Ca离子具有强化玻璃结构和限制原有碱金属离子活动的作用,称为压制效应。
4. 网络外体:玻璃结构中不参加网络,网络空隙处,提供额外阳离子, 对玻璃起调整性质作用的氧化物。
5. 网络形成体:玻璃结构中,与氧原子相联的阳离子不超过2,中心阳离子的配位数不大于4,氧多面体只能共顶连接,多面体至少3 个顶角共用的氧化物。
6. 网络中间体:玻璃结构中,化合价高而配位数低,可以与网络形成体氧化物结合,在功能上起着改善玻璃结构的功能的氧化物。
7. 玻璃热历史:是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。
8. 玻璃转变现象:
9. 相变:物质从一种相转变为另一种相。
10. 分相:玻璃在高温下为均匀的熔体,在冷却过程中或在一定温度下热处理时,由于内部质点迁移,某些组分发生偏聚,从而形成化学组成不同的两个相,此过程称为分相。
11. 旋节分解:
12. 玻璃的料性:不同种类的玻璃随温度的变化其黏度变化速度不同,称为具有不同的料性。
13. 玻璃的脆性:玻璃的脆性是指当负荷超过玻璃的极限强度时,不产生明显的塑性变形而立即破裂的性质。
14. 玻璃的弹性模量:弹性模量是表征材料对弹性变形的抗力,即材料的刚度。
玻璃工艺
1. 玻璃材料具有哪些特点?
透明性不透气性绝缘性耐热性耐化学性成形性脆性加工性
2. 玻璃的通性是什么?
1)各向同性:在各个方向上的性质是相同的
2)亚稳性﹙介稳性﹚:
介于稳定与不稳定之间,怎样理解呢?
热力学角度是不稳定的动力学角度是稳定的
3)无固定熔点:
固液态间的转变是渐变的,不是一固定的温度值,而是一个区间。
4)变化的可逆性(温度和性质的关系):
玻璃在由液态向固态转变过程中,其性质随温度发生逐渐的、连续的变化,而且是可逆的
5)可变性(组成和性质的关系):
玻璃的性质,在一定范围内,随组成的变化而发生逐渐的、连续的变化。
3. 玻璃的氧化物根据对结构的不同可以分为那几类,各有什么特征?各举一例。
根据对结构的作用不同而划分为网络形成体氧化物、中间体氧化物,网络外体氧化物
1)网络形成体氧化物:能够单独形成玻璃﹙NF﹚
是玻璃组成、结构的主体,经高温熔融冷却即可得到玻璃态物质,常见的有:SiO2、B2O3、P2O5、GeO2等
特点:NF-O键能大于80;NF-O键是离子共价混合键﹙极性共价键﹚
能单独形成玻璃;阳离子半径小电荷大
作用:构成网络
2)网络外体氧化物:不能单独形成玻璃
存在于网络之外,空穴之中,即填充网络,常见的有:Li、Na、K、Ca、Sr、Th、In、Zr
特点:NM-O键能小于60;不能单独形成玻璃
NM-O键属于离子键;离子半径大电荷小
作用:断网;积聚
3)中间体氧化物:不能单独形成玻璃,但可以参加网络构成﹙NI﹚
特点:NI-O键能在60-80之间;不能单独形成玻璃
NI-O键离子键占主导,有一定的共价性;两种配位状态可以互相转化
有关玻璃的习题
玻璃
一、玻璃态是过冷液体状态,是一种类似于液体的固体。硅酸盐玻
璃结构为无规则网络。
(1)为什么二氧化硅熔体冷却容易形成玻璃?
二氧化硅熔体的原子结构是四面体结构的原子晶体,具有很高的键能,能够形成无规则的网络结构,分子之间的结合力很强。从而使二氧化硅熔体制成的玻璃具有各向同性、介稳性、渐进和可逆、性能连续的通性。
只有第四主族和第五主族的部分元素的氧化物容易形成玻璃,具有代表性的有氧化硅、氧化硼和氧化磷。其原因有三个方面:
1.这些元素的氧化物可形成以共价键结合的大分子,也就是本课程的大网络,这是由这些元素在氧化物中的阳离子配位决定的,这种配位数为3或4。
2.这样一种大网络的键强是很大的,和性质1的形成大网络的特点结合,可使熔体具有高粘度,而且这种高粘度的熔体在到达其析晶温度时不容易调整结构而保持高粘度(如果键强小,由热力学而引起的驱动力可能使键断裂而析晶,所以大的键强是很重要的)
3.这些元素的氧化物中的化学键为混合键,是共价键和离子键的混合键。共价键决定了其具有性质1的网络结构,离子键则使这样一种网络结构形成在有规则的情况下和无规则的情况下能量相差不大。这造成两方面的结果,其一是在高温条件下,网络碎片缔合时,很容易以最方便的方式缔合,容易形成扭曲的大网络即无规则网络,因为扭曲的大网络和规则的大网络的能量相差是不大的。其二是在常温条件下,这样的玻璃是比较稳定的,它转变为晶体的趋势是不强的。
从热力学上也可解释,△G=△H-T△S,上述氧化物的熔体在熔点处△G=0,其中的△H为无规则网络和有规则网络的能量差,△S为无规则网络和有规则网络的混乱度差别。熔点上下△H和△S的值是变化不大的,但随温度降低,△G=△H - T△S变得大于零,因为T变小了。在容易形成玻璃的氧化物中,因为△H 较小,所以低温下的△G也较小,所以这种无规则网络在低温下是相对稳定的。
光伏玻璃压延工艺试题答案
光伏玻璃压延工艺试题答案
一、填空题
1. 光伏玻璃压延工艺中,常用的原材料是_________。
2. 压延机的主要组成部分包括_________、_________和_________。
3. 在光伏玻璃的生产过程中,退火工艺的目的是为了消除_________。
4. 压延成型的光伏玻璃通常具有_________和_________的特点。
5. 光伏玻璃的透光率是衡量其性能的重要指标,一般要求透光率达到
_________%以上。
二、选择题
1. 光伏玻璃压延工艺中,玻璃液的温度控制通常采用什么方式?
A. 电加热
B. 燃气加热
C. 蒸汽加热
D. 热风加热
2. 下列哪种方法可以有效提高光伏玻璃的强度?
A. 增加玻璃厚度
B. 表面处理
C. 改变玻璃成分
D. 采用压延工艺
3. 光伏玻璃的退火过程通常在哪个阶段进行?
A. 压延成型后
B. 切割前
C. 切割后
D. 包装前
4. 压延成型的光伏玻璃表面可能会出现哪些缺陷?
A. 辊印
B. 气泡
C. 波纹
D. 所有以上
5. 光伏玻璃的透光率受哪些因素影响?
A. 玻璃成分
B. 表面反射
C. 厚度不均
D. 所有以上
三、判断题
1. 光伏玻璃压延工艺中,玻璃液的温度对其流动性和成型质量有重要影响。()
2. 压延机的辊筒数目越多,成型的光伏玻璃质量越好。()
3. 退火工艺可以完全消除光伏玻璃中的应力,使其达到零应力状态。()
4. 光伏玻璃的透光率只与其厚度有关,与其他因素无关。()
5. 表面处理技术可以显著提高光伏玻璃的光捕获能力。()
四、简答题
1. 请简述光伏玻璃压延工艺的基本流程。
玻璃工艺学
28
8.4.2 玻璃的紫外吸收 紫外吸收属于电子光谱范畴,光谱频率处于紫外区。 吸收极限:无色透明玻璃的紫外吸收的吸收区与透
光区之间一条很陡的分界线。 原因:阴离子(O2-)的价电子受激发所致。
wenku.baidu.com29
激发价电子所需光子能量可表示为:
hEM
部分色散: nd-nD、 nD-nc、 ng-nG 、nF-nc
色散系数(阿贝数):
nD 1
nF nC
相对部分色散: nD nd
nF nC
nD nC
nF nC
15
8.3 玻璃的反射、散射、吸收和透过
玻璃对光的反射、吸收和透过可用反射率R、吸收 率A和透过率T来衡量。 R%+ A% + T%=100%
率增大;电子振动的本征频率减小,紫外线吸收极限向 长波方向移动,折射率上升。
12
nRddR t t t
玻璃折射率的温度系数取决于玻璃的分子折射度随
温度的变化 R 和热膨胀系数随温度的变化 d 。
t
t
高温时,玻璃热膨胀系数变化不大,折射率温度系
数主要取决于 R ,折射率随温度上升而增加。
低温时,
玻璃的折射率 玻璃的光学常数 玻璃的反射、散射、吸收和透过 玻璃的红外和紫外吸收
1
玻璃工艺学习题库
玻璃工艺学习题集锦
一、名词解释
硼反常、混合碱效应、压制效应、网络外体、网络形成体、网络中间体、玻璃热历史、玻璃转变现象、3T图、相变、分相、旋节分解、玻璃的料性、玻璃的疲劳现象、玻璃的脆性、玻璃的弹性模量、玻璃的热稳定性、玻璃的化学稳定性、正常色散、澄清剂、物理脱色、化学脱色、乳浊剂、玻璃主要原料、玻璃辅助原料、配合料计算、玻璃的熔制、二次气泡、玻璃体的缺陷、玻璃液的平衡厚度、抛光时间
二、填空
1、玻璃态物质具有的通性是()()()()。
2、关于玻璃的结构学说,目前较为流行的是()()。
3、根据无规则网络学说的观点,一般可按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()()()。
4、玻璃形成氧化物、中间体氧化物、玻璃调整氧化物中,单键强最大的是()。
5、以BaO-SiO2系统往往在液相线以下发生分相,这种分相称为()。
6、图3-15中,(a)属于()分相,(b)属于()分相。
7、图3-13为Na2O-SiO2系统不混溶区,其中白色区域分相后形成了()结构,阴影区域分相后形成了()结构。
8、碱土金属氧化物对黏度的作用一方面类似于碱金属氧化物使黏度(),另一方面,这些阳离子电价较高离子半径又不大,键力较碱金属离子大,使黏度()。
9、常温下,玻璃的破坏强度随加荷速度或加荷时间而变化。加荷速度越大或加荷时间越长,破坏强度越小,短时间不会破坏的负荷,时间久了就可能破坏,这种现象称为()。
10、玻璃的脆性通常用它破坏时所受到的()来表示。
11、玻璃的密度主要取决于构成玻璃的(),也与()以及()有关。
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玻璃工艺学:玻璃工艺学考试题及答案 考试时间:120分钟 考试总分:100分
遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。 1、问答题 设计和确定玻璃组成的步骤有那些? 本题答案: 2、问答题 玻璃配合料制备步骤? 本题答案: 3、问答题 什么是泡界线?它的作用是什么? 本题答案: 4、问答题 配合料的化学组成? 本题答案: 5、单项选择题 远红外区波长准确度是( )以内。A.1nm B.5nm C.10nm D.0.2m 本题答案: 6、问答题 何谓晶核?何谓均匀成核?何谓非均匀成核? 本题答案:
姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________
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7、名词解释
E玻璃
本题答案:
8、问答题
l本题答案:
14、判断题
遮阳系数越低,透过玻璃传递的太阳光能量越少.
本题答案:
15、问答题
玻璃形成与析晶的热力学与和动力学特点是什么?
本题答案:
16、问答题
广义或狭义的玻璃定义是什么?玻璃的通性有哪些?
本题答案:
17、名词解释
玻璃的转变温度区间
本题答案:
18、问答题
增强玻璃强度的方法有哪些?
本题答案:
19、问答题
配合料的质量要求
本题答案:
20、问答题
玻璃分相对析晶有何影响?
玻璃工艺学思考题答案汇总
玻璃工艺学思考题汇总
1.广义或狭义的玻璃定义是什么?玻璃的通性有哪些?
答:玻璃: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。广泛应用于建筑物,用来隔风却透光。
玻璃的通性有四点:1.各向同性.2.无固定熔点3.介稳性4.性质变化的连续性和可逆性。
2.无规则网络学说中各种氧化物在玻璃中的作用是什么?
根据元素与氧结合的单键能(即化合物的分解能与配位数之商)的大小和能否生成玻璃及各种氧化物形成玻璃结构网络所起的作用的不同,将氧化物分为玻璃网络形成体、网络外体(或称网络修饰体)和中间体氧化物。
(1)网络生成体氧化物:能单独生成玻璃,如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O5等,在玻璃中形成特有的网络体系;
(2)网络外体氧化物:不单独形成玻璃,不参加网络,一般处于网络之外。起断网作用,但对玻璃的析晶有一定的作用;(3)中间体氧化物:一般不单独生成玻璃,其作用介于网络生成体和网络外体之间。当配位数大于等于6时,阳离子处于网络外,与网络外体的作用相似,当配位数为4时,能参加网络,起网络生成体的作用(又称补网作用)。
3.玻璃结构的两大主要学说的论点,论据以及学说的重点是什么?玻璃结构的特点是什么?
答: 玻璃结构的两大主要学说为晶子学说和无规则网络学说.
晶子学说论点是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,分散在无定形介质中,且从晶子到无定型区的过的过度是逐步完成的,两者间并无明显界限. 晶子学说为X-射线结构分析数据所证实,玻璃的X-射线衍射图,一般发生宽的衍射峰,与相应晶体的强烈尖锐的衍射峰有明显的不同,但二者所处的位置是基本相同的.把晶体磨成细粉,颗粒度小于0.1微米时,其X-射线衍射图也发生一种宽广的衍射峰,与玻璃类似,且颗粒度越小,射峰的峰值宽度越大.学说重点强调了玻璃结构的近程有序性,不均匀性和不连续性.
玻璃工艺学复习练习题
玻璃工艺学复习练习题
玻璃工艺学复习练习题
一、解释以下概念
1.临界冷却温度:能生成玻璃的最小冷却速度。
2.不混溶区:玻璃发生分相的组成-温度范围。
3.晶核:具有一定大小能够稳定生长的结晶区域称为晶核。
4.粘度温度系数:玻璃的粘度温度系数= 粘度变化/温度变化=Δη/ΔT
5.色散:折射率随入射光波长的不同而不同的现象称为色散。
6.转变温度:粘度为1012.4帕秒的温度
7.软化温度:粘度为106.5-107.2帕秒的温度范围。
8.正常色散:折射率随波长减小而增大,色散随随波长减小而加剧的现象称为
正常色散。
9.反常色散:光波波长接近玻璃的吸收带时,玻璃的折射率发生急剧变化,吸
收带长波侧的折射率高于短波侧的折射率。这种现象称为反常色散。
10.结石:玻璃中的结晶质夹杂物称为玻璃结石
11.条纹:条纹呈线条状或纤维状,形状和粗细都不规则,与它周围的玻璃有时
没有明显的界限,故亦称之为玻璃态夹杂物。
12.疖瘤:疖瘤大多是在高温时形成的液态球滴或球团。由于这部分玻璃的粘度、
表面张力比基体玻璃大,因而易收缩呈圆形或椭圆形。疖瘤也可看成是条纹的前身,由于扩散不充分而造成。
二. 简答题
1.在Na2O-SiO2玻璃中加入二价金属氧化物,玻璃的化学稳定性将怎样变化?
既有断网作用,也有积聚作用。在二元(RO-SiO2)玻璃中,主要起断网作用,使性能劣化。对碱性氧化物有压制作用。在碱硅玻璃中加入二价金属氧化物能使性能改善。玻璃的密度、折射率等性质随二价金属离子半径大小而变化。
2.在Na2O-SiO2玻璃中加入B2O3,玻璃的结构将如何变化?
玻璃工艺原理---思考题
2
第十四章 1、 粘度和表面张力对成形的影响 2、 各种成形方法的适用范围、特点(优缺点) 3、 作为浮法玻璃生产的悬浮介质有何要求?锡与其他介质相比有何特点? 4、 玻璃光纤的制备方法有哪些?各有何优缺点?
第十章 1、纯碱(Na2CO3)和芒硝(Na2SO4)是引入氧化钠的主要原料,两者各有何有缺点 2、三氧化二锑的澄清原理,与白砒相比有何优势 3、在玻璃工艺生产中引入的碎玻璃有何用处?应注意哪些问题?为什么?
第十一章 1、 原料的颗粒度与颗粒组成对玻璃生产有何影响 2、 配合料投料之前混合不均匀有何不利影响 3、 为何配合料应具有一定的气体率 4、 举例说明熔制那些玻璃是应用特别考虑氧化还原势态,为什么
杂化等(热力学和动力学条件)分析形成玻璃的趋势; 4、能分析玻璃形成区图。
第三章 1、分相对玻璃性能的影响 2、高硅氧玻璃和超白玻璃 的制备原理和工艺过程 3、为什么在玻璃中的分相常常会促使玻璃析晶 4、如何避免玻璃析晶 5、TiO2、P2O5 和氟化物等作为常见的微晶玻璃成核剂,他们诱导析晶的机理有何不同 6、为什么在制备低膨胀玻璃锂铝硅微晶玻璃是一般不单用 TiO2 或 ZrO2 作为成核剂,而采用
玻璃工艺学 期末复习题(缩印版)
玻璃工艺学期末复习题(缩印版)
玻璃工艺学期末复习题(缩印版)
一次气泡:配料质量问题、炉温、工艺操作不合理、窑内气氛控制不当、颅内气体压力。主要原因是澄清了不良的二次气泡:物理原因、温度波动引起的气泡;化学原因、玻
璃和所用原材料的化学成分以及耐火材料的气泡:由液态玻璃和耐火材料之间的物理和化
学相互作用引起
污染泡:直接由外部氛围气或搅拌等操作带入,或者由于升温由耐火材料的气孔中带
入
金属铁引起的气泡:由于不可避免地使用铁部件,或铁部件与液态玻璃混合,或与配
料(尤其是碎玻璃)混合而产生的气泡。配料石:配料中没有熔融的结晶组分颗粒,即不
完全熔融的物料残渣
耐火材料结石:窑碹和胸墙长时间处于高温之下,同时受到碱气体和碱飞料以及其他
挥发物的作用,在耐火材料的表面形成一层釉层滴入玻璃液中形成析晶结石:由于玻璃在
一定温度范围内自身的析晶而形成的
硫酸盐夹杂:玻璃熔体中含有的硫酸盐超过了玻璃中可溶解的量
黑色夹杂物“黑斑子”与污染物:它们直接或间接由配合料而来,也有由于造作伤的
不慎而引入其他杂质引起。
熔化不均匀造成的边缘和结节、耐火材料侵蚀造成的边缘和结节、窑拱中玻璃滴造成
的边缘和结节、石材熔化造成的边缘和结节9种玻璃原料,重点介绍各种原料中引入的化
学成分。引入二氧化硅的原材料为石英砂、砂岩、石英岩和脉石英。
引入li2o的原料主要是碳酸锂和天然的含锂矿物、引入beo的主要原料有氧化铍、
碳酸铍、绿柱石、引入b2o3的原料是硼酸、硼砂和含硼矿物、引入p2o5的主要原料为磷
酸铝、磷酸钠、磷酸二氢铵、磷酸钙、骨灰、引入na2o的主要原料为纯碱和芒硝,有时
玻璃工艺学思考题答案汇总
玻璃工艺学思考题汇总
1.简述玻璃制造技术的发展历程:
玻璃的制造已有5000年以上的历史,一般认为最早的制造者是古代的埃及人,他们以泥罐熔融,以捏塑或压制的方法制造装饰物和简单的器皿。
纪元前一世纪,诺骂人发明用铁管吹制玻璃,用铁管将熔制好的玻璃液吹成中空气泡,然后制成各种形状的制品。
十一世纪到十五世纪威尼斯人已经能够制造窗玻璃,玻璃瓶,玻璃镜和其他玻璃饰品,艺术价值较高。
十七世纪玻璃制造技术传遍欧洲,玻璃工厂开始出现,并以煤炭取代了木材作为燃料,玻璃工业得到发展。
1790年,瑞士人发明了搅拌法制造光学玻璃,高均匀度的玻璃的熔制有了新的途径。
十八世纪后期,由于制碱法和蒸汽机的发明,以及机械工业和化学工业的进步,玻璃制造技术得到进一步的提高。
十九世纪中叶由于科学技术和材料的革新,出现了玻璃的连续生产以及玻璃的机械成型和加工。
进入20世纪,玻璃制造技术得到突波,先后出现了有\无槽垂直引上法,平拉法,对辊法等传统的平板玻璃制造技术。
1957年,英国皮尔金顿公司发明了浮法玻璃制造技术,它的拉制速度是传统工艺的十倍,但是其成本却与传统工艺相差无几。
此后浮法玻璃制造技术成为当前普通玻璃制造的主流技术。
2.广义或狭义的玻璃定义是什么?玻璃的通性有哪些?
答:玻璃: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。广泛应用于建筑物,用来隔风却透光。
3.玻璃态物质特性或通性?
答:(1)玻璃态物质的通性:
玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体,其原子不像晶体在空间作长程有序的排列,而近似于液体具有短程有序,玻璃象固体一样保持一定的外形,而不像液体那样在自重作用下流动。
玻璃工艺复习题
1.为什么碱硅酸盐玻璃易析碱?
答:熔融石英玻璃中硅氧比为1:2,碱硅酸盐中碱金属氧化物提供氧使硅氧比值发生变化,硅氧网络断裂。碱金属离子处于非桥氧附近的网穴中,且只带一个电荷,与氧结合力较弱,故在玻璃结构中活动性较大,在一定条件下,它能从一个网穴转移到另一个网穴,而一般玻璃的析碱大多来自碱金属离子的活动性。
2.B2O3玻璃具有怎样的结构?加入R2O后,如何变化?
答:低温时B2O3是由桥氧连接的硼氧三角体和硼氧三元环形成的向两维空间发展的网络,属于层状结构;在温度较高时,则转变为链状结构,它是由两个三角体在两个顶角上相连接而形成的结构单元,通过桥氧连接而成的。
在一定范围内,R2O使硼氧三角体【BO3】转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体【BO4】,两维空间的层状结构部分转变为三维空间的架状结构,性质变好。当R2O含量达到一定程度且继续增多时,游离氧过多,非桥氧增多,性质变差。
3.解释硼铝反常。
答:当硅酸盐玻璃中不含B2O3时,Al2O3替代SiO2能使折射率、密度等增大;当玻璃中不含B3O2时,同样地用Al2O3替代SiO2,随B2O3含量不同而出现不同形状的曲线。
4.何为可逆玻璃?
答:如果玻璃中同时存在两种以上的金属离子,而且它们的大小和所带电荷也不相同时,即使Y<2也能形成玻璃,而且某些性能
随金属离子数的增大而变好,一般称这种玻璃为逆行玻璃。
5.举例说明玻璃中阳离子的分类。
答:⑴网络形成体氧化物,如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O5
⑵网络外体氧化物,如Li2O、Na2O、K2O、CaO、ZrO2等
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玻璃工艺学前十六章课后习题
第一章玻璃的结构和组成
1-1名词解释
硼-铝反常:当硅酸盐玻璃中不存在B2O3时,Al2O3代替SiO2能使折射率变大、密度等增大,体现在一系列性质变化中,如折射率、密度、硬度、弹性模量。在介电常数与膨胀系数变化曲线中显得很模糊。色散、电导与介质损耗等不出现硼反常现象。
硼-氧反常:B2O3加入Na2O后,氧化钠所提供的氧使【BO3】三角体变成【BO4】四面体,导致B2O3玻璃结构由两度空间转变为三维的架状结构,从而加强了网络,并使玻璃的各种物理性质变好,这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比,其性质随Na2O或NaO的加入量的变化规律相反,出现硼铝酸盐的硼反常现象。
硼反常:由于Na2O的加入,氧化钠所提供的氧使【BO3】三角体变成【BO4】四面体,导致B2O3玻璃结构由两度空间转变为三维的架状结构。
铝反常:氧化铝的结构状态依氧化铝和碱金属相对含量的不同而变化的这种现象称为铝反常现象。
解聚:在熔融SiO2,O/Si比为2:1,【SiO4】连接成架状。若加入Na2O则使氧硅比比例升高,随加入量增加,氧硅比可由原来的2:1逐步升高到4:1,【SiO4】连接方式由架状到层状、带状、链状、环状直至断裂而形成【SiO4】岛状,这种架状【SiO4】断裂称为熔融石英的分化过程。
积聚:在熔融SiO2,O/Si比为4:1,【SiO4】连接成岛状。若释放Na2O则使氧硅比比例降低,随释放量增加,氧硅比可由原来的4:1逐步升高到2:1,【SiO4】连接方式由岛状到层状、带状、链状、环状直至断裂而形成【SiO4】架状,这种岛状【SiO4】断裂称为熔融石英的积聚过程。
混合碱效应:在二元碱硅玻璃中,当玻璃中碱金属氧化物的含量不变时,用一种碱金属氧化物取代另一种氧化物时,玻璃的性质不是呈直线变化,而是出现明显的极值。这一效应叫做混和碱效应。
压制效应:在含碱硅酸盐中随RO的升高,使R﹢在扩散中系数下降,这种现象叫做压制效应。
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电荷不相同时,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到而变好。一般称为逆性玻璃。
网络外体:单键强度小于250KJ/mol,这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构,从而
使玻璃性质改变。
网络形成体:单键强度大于350KJ/mol,能单独形成玻璃。
网络中间体:单键强度大于250KJ/mol小于350KJ/mol,这类氧化物一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络外体和网络形成体之间。
玻璃的热历史:玻璃的热历史是指玻璃从高温液态冷却,通过转变温度区域和退火区域的经历。
金属桥:认为在铅四方椎体中,在靠近4个氧离子的一面,因惰性电子被推开,相当于失去两个电子,可以把一面近似看作是零价的铅离子,这样,四方锥体中铅离子。这样,四方锥体中的铅离子可以“1/2Pb4+-1/2Pb0”称为“金属桥”。
图尔假想温度:玻璃的黏度介于Tg以下和Tf以上质点可以适当移动,结构状态趋向平衡所需要的时间较短。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~Tf区间内的所保持的温度决定,当玻璃冷却到室温室温,它保持着与此温度的某一温度范围的某一温度相应的平衡结构状态和性能,这一温度叫图尔温度。
1-2广义或狭义的玻璃的定义是什么?玻璃的通性都有哪些?
狭义的玻璃:玻璃是熔融、冷却、固定的非晶体(在特定条件下也可能成为晶态)的无机物。广义的玻璃:结构上完全表现为长程无序、性能上具有玻璃转变的非晶态固体。
玻璃的通性:
(1)各向同性
(2)介稳性(亚稳性)
(3)无固定熔点
(4)性质变化的连续性(可变性)
1-3玻璃结构的两大主要学说的论点、论据以及学说的重点是什么?玻璃结构的特点是什么?
晶子学说:苏联学者列别捷夫提出的晶子假说,论点是玻璃是无数的高分散晶子的的结合体,硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成,玻璃的结构特征是微不均匀性和近程有序性。论据是晶子学说为X射线衍射结构分析数据所证实。晶子学说强调了玻璃结构的近程有序和远程无序的性、不均与和不连续性。
无规则网络假说:论点是凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成,这种网络是由离子多面体(三角体或四面体)构筑起来的。晶体结构是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多面体的重复性没有规律性。论据是查哈里阿森于1932年提出了无规则网络学说,他借助于哥斯密特的离子结晶化学的一些原理,并参照玻璃的某些性质与相应的相似性而提出来的。无规则网络学说的重点是说明了玻璃结构的连续性、统计性均匀性与无序性,可以解释玻璃的各向异性、内部性质均匀性和随成分改变时玻璃性质变化的连续性等。玻璃结构的特点:近程有序和远程无序的结构特点。
1-4查找资料,论述玻璃组、结构、性能的关系。
玻璃可以近似看作是原子或离子的聚合体。当然它们不是任意毫无规律地集合在一起,而是在结构化学等规律制约的前提下根据离子的电性和大小等特性,使离子彼此以一定方式组织起来,这就是“结构”当外来因素如热、电、光、机械力和化学介质等作用于玻璃时,玻璃会做一定的反应,这种反应就是玻璃的“性质”或“性能”。玻璃通常是以整个结构对外来因素做出反应,例如抗张、抗压等。有些性能例如电导,一般是通过碱金属离子的活动进行的。但是它的活动要受到结构的制约,例如在导电的同时还呈现电阻。因此,总的规律是:玻璃的成分通过结构决定性质。
1-5对图1-16进行解释。
当硅酸盐玻璃不存在B2O3时,Al2O3代替SiO2时,能使折射率、密度等增大,当玻璃中存在B2O3时,同样地用Al2O3代替SiO2,随B2O3含量不同出现形状不同的曲线,当n(Na2O):n(B2O3)=4:1时出现极大值(曲线2),而当n(Na2O):n(B2O3)≥1,折射率与密度显著下降(曲线3~曲线5),这是因为出现了硼反常现象的结果。
第二章玻璃的形成规律
1混合键性为何易于形成玻璃?
答:因为既具有离子键易改变键角、以形成无对称变形的趋势,又具有共价键的方向和饱和性,不易改变键长和键角的倾向。前者造成玻璃的长城无序;后者赋予玻璃的短程有序,因此极性共价键化合物易形成玻璃。
2什么是3T图?
答:所谓的3T图是通过T-T-T(即温度-时间-转变)曲线法,以确定物质形成玻璃能力的大小。
3三元系统玻璃形成区共有多少种?
答:①仅含有一种网络形成体(F)的三元系统,该三元系统共有15种。
②含有两种网络形成体(F和F、)的三元系统,该系统共有5种。
③含有三种网络形成体的三元系统,该三元系统的只有一种。
所以共有15+5+1=21种。
4画出M1- M1\-F、M1- M2-F、三元系统玻璃形成区,并用文字建议说明。
答:M1- M2-F三元系统玻璃形成区如图2-7(a)所示。本系统由三个二元系统M1-F、M2-F 和M1- M2组成,其中M1- M2不能形成玻璃。
M1- M1\-F三元系统的玻璃形成区如图2-7(b)所示。其玻璃形成区11*1、1、*与上述11*22*相似,所不同的是点1、和1、*的具体位置不同于点2和2、。
5从单键能的角度谈氧化物的分类。
答:根据单键强度的大小,将氧化物分成三类:键强在80kcal/mol以上称为玻璃形成体,它们自身能形成玻璃。键强在60kcal/mol一下称为网络外体,在通常条件下不能形成玻璃。键强在60~80kcal/mol的氧化物,称为网络中间体,其自身不能形成玻璃,将其加入玻璃中可以改变玻璃的性能。
第三章熔体和玻璃体的相变
1玻璃分相的类型和分相结构的特点是什么?