玻璃工艺学复习资料
玻璃工艺复习题
1，狭义的玻璃；玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物（三条件：非晶态，熔融物冷却，无机物）。
2，广义的玻璃；玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
3，从结构的角度定义玻璃；玻璃是一种具有无规则结构的，非晶态固体，其原子排列是近程有序，远程无序。
3, 玻璃的转变温度区间：玻璃从流动性的熔体转变为具有刚性的固体，要经过一个过渡温度区。
这个过渡温度区称为玻璃的转变温度区。
4，桥氧；两个硅原子所共有的氧（双键）。
5，非桥氧；与一个硅原子结合的氧（单键）。
6，积聚作用：高场强的网络外体使周围网络中的氧按其本身的配位数来排列。
7，Ca2+的压制作用：牵制Na+的迁移，使化学稳定性上升，电导率下降。
8，硼氧反常：纯B2O3玻璃中加入Na2O，各种物理性质出现极值。
而不象SiO2中加入Na2O后性质变坏。
9，硼反常（硼效应）：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，性质曲线上产生极值的现象。
10，铝反常（铝效应）：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化铝时，性质曲线上产生极值的现象。
11，“硼—铝”反常现象：在某些钠硼铝硅酸盐玻璃中，在不同的Na2O／B2O3比值下，以Al2O3 代替SiO2时，玻璃的某些性质如折射率、密度等变化曲线出现极值的现象。
12，逆性玻璃；当桥氧数小于2时，一般不能形成玻璃，但当具有半径不同，电荷不同的金属离子存在时也能成为玻璃，且玻璃性能随金属离子数增多向着与正常玻璃相反的方向变化，此类玻璃称为逆性玻璃。
13，混合碱效应（中和效应或双碱效应）：在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物总量不变，用一种氧化物取代另一种，玻璃与扩散有关的性质不成直线变化，而出现明显的极值。
14，玻璃的热历史；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。
15，容积分率；晶体体积与熔体体积之比，容积分率=（V L/ V）= 10-6。
16，“三分之二”规则；在相似的粘度－温度曲线的情况下，具有较低的熔点，即T g／T m值较大时，易形成玻璃。
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
1、名词解释：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2、石英砂颗粒度和颗粒组成对玻璃生产有何影响？3、何谓澄清剂？常用的澄清剂有哪些，澄清机理如何？4、引入SiO2 、Al2O3、CaO、MgO 、Na2O常用的原料都有哪些？1. 澄清剂：向玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时自身能汽化或分解放出气体，以促进排除玻璃中的气泡的物质，称为澄清剂。
. 乳浊剂：使玻璃产生不透明的乳白色的物质，称为乳浊剂. 玻璃的主要原料：是指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料。
玻璃的辅助原料：是指使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制。
2. 石英砂颗粒度与颗粒组成对玻璃产生有何影响？答：颗粒粒度适中，颗粒大石会使融化困难，并常常产生结石、条纹等缺陷。
实践证明：硅砂的融化时间与其粒径成正比。
粒径粗融化时间长，粒度细时间越短，但过细的硅砂容易飞扬、结块，使配合料不易混合均匀，同时过细的硅砂常含有较多的黏土，而且由于其比表面积大，附着的有害杂质也较多。
细砂在熔制时虽然玻璃的形成阶段可以较快，但在澄清阶段却多费很多时间。
细级别含量高，其面积能增大，表面吸附和凝聚效应增大，发生成团现象。
另外，细级别越多，在贮存、运输过程中振动和成锥作用的影响，与粗级别间产生强烈的离析。
这种离析的结果，使得进入熔窑的原料化学成分处于极不稳定状态。
3. 澄清剂：向玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时自身能汽化或分解放出气体，以促进排除玻璃中的气泡的物质，称为澄清剂。
答：化学澄清机理是化学澄清剂应在较高温度下形成高分解压（蒸发压）即在熔化的配合料排气过程基本结束而熔体的黏度足够低时，即可使气泡足够大是的速度上升。
物理澄清的机理要根据所采用的方法不同而机理也不同：①降低的方法，人们根据需要与可能总要设法将温度升高，既可以加大澄清气体的分压，使气泡长大；又可以降低熔体飞黏度以使气泡上升，使气泡能快速的从玻璃中逸出，总之是达到气泡快速离开玻璃的目的。
玻璃工艺学考研资料整理
名词解释1、玻璃——按照《辞海》的定义，玻璃是由熔体过冷所得，并因黏度逐渐增大而具有固体机械性质的无定形物质。
按照《硅酸盐词典》的定义，玻璃是由熔融物而得的非晶态固体。
因此，玻璃的定义也可以理解为：玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）的无机物，是过冷的液体。
狭义的玻璃：由熔融物冷却而不析晶得到的无机物。
广义的玻璃定义：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。
2、积聚作用——高场强的网络外体使周围网络中的氧按其本身的配位数来排列。
3、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。
4、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。
5、硼氧反常性——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作为非桥氧出现结构中，而是使硼氧三角体[BO3]转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体[BO4]，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，是玻璃的各种性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化。
这就是所谓的“硼氧反常性”。
【硼氧反常：纯B2O3玻璃中加入Na2O ，各种物理性质出现极值。
而不象SiO2中加入Na2O后性质变坏。
】6、铝反常现象——在硅酸盐玻璃中，以Al2O3代替SiO2 ，玻璃的电导率、介电损耗等反而上升。
7、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（与扩散有关的）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”。
8、压制效应——在含碱硅酸盐系统中随RO量的增加，使R+的扩散系数下降。
9、逆性玻璃——当存在两种以上金属离子且它们大小、电荷不同时，即使Y<2也可制成玻璃且性质随量的增加而变好。
玻璃工艺学考试重点
1、玻璃态物质具有以下五个特性：1. 各向同性2. 无固定熔点3. 亚稳性4. 变化的可逆性5. 可变性2、论述硼酸盐和硅酸盐玻璃结构的桥氧对其结构和性能的影响。
从一系列硼酸盐和硅酸盐玻璃结构，可以看出，桥氧在结构中起着重要的作用。
一般桥氧愈多，结构愈强固，许多物理性能向好的方面转变。
反之，桥氧愈少，结构和性能就愈不好。
3、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，也能制成玻璃。
用y代表每个多面体的桥氧平均数，当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。
一般把这种玻璃称为逆性玻璃。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
4、论述玻璃的逆性第一，在结构上它与通常玻璃是逆性的。
一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体，金属离子处于网络的空穴中，它仅起补助性作用。
逆性玻璃恰恰相反，多面体的短链反而为大量的金属离子所包围。
如果金属离子比作“海洋”，那末，多面体就是“海洋”中的岛屿。
因此，决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连结，而是金属离子与多面体短链中的氧离子之间的结合。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
第二，逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
一般玻璃的性质是随着Si02的减少(即Y值减少)而降低。
而逆性玻璃则相反，碱金属和碱土金属含量愈多(即Y值愈小)，结构愈强固，而某5、晶子学说认为玻璃是由无数“晶子”所组成。
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，两者之间并无明显界线。
6、无规则网络学说认为像石英晶体一样，熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体，玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故不同于晶态石英结构。
当熔融石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时，硅氧网络断裂，碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中，以维持网络中局部的电中性。
09玻璃工艺学复习提纲
1 玻璃原料种类，每种原料引入哪种化学组分？分类：主要原料和辅助原料。
主要原料引入的化学组分：SiO2,B2O3，Al2O3,P2O5,Na2O,K2O,Li2O,CaO,MgO，BaO,ZnO,PhO,BeO,SrO,CdO,GeO2,TiO2,ZrO2.辅助原料：As2O3,Sb2O3,硝酸盐，硫酸盐，CaF2,食盐，CeO2,铵盐，锰化合物，钴化合物，铜化和物，2 玻璃中气体存在的三种形式：可见气泡、溶解的气体、化学结合的气体。
3 澄清过程要排除的气体是哪类气体：可见气体4 条纹和节瘤产生原因主要哪四个方面：1 熔制不均匀；2 窑碹玻璃滴；3 耐火材料侵蚀；4 结石熔化。
5 平板玻璃的成形方法有哪些：拉制法、浮法、（垂直引上法、平拉法、压延法）6 玻璃抛光主要利用熔体的什么性质使其具有平整的表面。
7 锡液作浮抛介质被氧化易产生的玻璃缺陷，防止锡液被氧化采用的措施。
1 提高保护气体的纯度和用量，增加槽内压力。
2 加强锡槽密封，加强过渡辊台处的密封，减少渗氧量。
3 尽量选用保温形锡槽顶盖，减少锡的氧化物、硫化物积存量。
4 定期对锡槽进行加压吹扫，特别是穿有冷却水包位置的槽顶要认真吹扫。
8 玻璃的内在缺陷：气泡（气体夹杂物）、结石（固体夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）9 什么是玻璃的料性：指玻璃液随着温度降低而硬化（粘度增加）的速度。
料性短则硬化快，长则硬化慢。
10 澄清剂的概念：在玻璃溶解过程中能够促进排除玻璃中气泡的物质称为澄清剂。
11 玻璃液中可见泡消除的两种方式：1 使气泡体积增大加速上升，漂浮出玻璃表面后破裂消失。
2 使小气泡中的气体组分溶解于玻璃溶液中，气泡被吸收而消失。
12 条纹和节瘤的概念：呈滴状的、保持着原有形状的异类玻璃称为节瘤。
在玻璃表面存在线状的、条状的关学变形称为条纹。
13 碎玻璃作为玻璃原料的作用：采用碎玻璃不但可以废物利用，而却在合理使用下，还可以加速玻璃的熔制过程，降低玻璃熔制的热量消耗，从而降低玻璃的生产成本和增加产量。
玻璃工艺学
8.4.1 玻璃的红外吸收 一般认为在红外区的吸收属于分子光谱。 吸收主要是由于红外光的频率与玻璃中分子振子
（或原子团）的本征频率相近或相同引起共振所致。 物质振动频率可表示为：
1 f 2 M
27
玻璃形成氧化物M较小，f较大，故ν大；铅玻璃和 一些非氧玻璃相对M较大，f较小，故ν小。
一般，网络外体加入量越多、离子半径越大、电荷 越小，玻璃的紫外吸收极限波长越长。
31
以上材料由阿洛奇美第提供！
32
子折射度 R i 决定的。
分子折射度越大，玻璃的折射率越大； 分子体积越大，玻璃的折射率越小。
7
玻璃的折射率由玻璃的分子体积和玻璃的分子折射 度决定。
玻璃的分子体积标志着结构的紧密程度。取决于网络的 体积及网络外空隙的填充程度，与组成玻璃各种阳离子 半径有关。对于原子价相同的氧化物，阳离子半径越大， 玻璃的分子体积越大。
时变化更迅速的色散现象。 反常色散：当光波波长接近于材料的吸收带时所发
生的折射率急剧变化，在吸收带的长波侧折射率高， 在吸收带的短波侧折射率低的现象。
11
8.1.3 玻璃折射率与温度的关系 玻璃折射率是温度的函数。当温度上升时，折射率
受到作用相反的两个因素的影响：
温度升高，玻璃受热膨胀密度减小，折射率下降； 温度升高，阳离子对O2-的作用减小，极化率增加，折射
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。Fra bibliotek低温时，
玻璃工艺学第一章
、第一章名词解释：1硼反常、2混合碱效应、3压制效应、4网络外体、5网络形成体、6网络中间体、7玻璃热历史2、广义或狭义的玻璃定义是什么？玻璃的通性有哪些？3、玻璃结构的两大主要学说的重点是什么？玻璃结构的特点是什么？4、查找资料，论述玻璃组成、结构、性能之间的关系。
5、试述普通硅酸盐玻璃中五种氧化物的作用。
1单纯含有B2O3和SiO2成分的熔体，由于它们的结构不同（前者是层状结构，后者是架状结构），因此难以形成均匀一致的熔体，是不可混溶的。
从高温冷却过程中，将各自富集成一个体系，形成互不溶解的两层玻璃（分相）。
当加入Na2O后，硼的结构发生变化通过Na2O提供的游离氧，由硼氧三角体[BO3]转变为硼氧四面体[BO4]，使硼的结构从层状结构向架状结构转变，为B2O3与SiO2形成均匀一致的玻璃创造条件。
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。
2当玻璃中含有一种碱性氧化物时，再向其中加入第二种碱性氧化物，玻璃的离子扩散，化学稳定性，电性，粘度等产生反常的现象。
通常称为混合碱效应（MAE效应）——————这相当于是玻璃中的双碱效应。
3在无碱的二元玻璃中,玻璃的电阻随RO含量增加而下降的现象4不单独形成玻璃,不参加网络,一般处于网络之外.5能单独形成玻璃,在玻璃中形成特有的网络体系.6一般不能生成玻璃,去做呀介于网络形成体与网络外体之间.7玻璃的热历史是玻璃在从高温冷却过程中,经过转变温度区域和退火温度区域的热经历,包括在此间的停留时间和降温速率。
二答：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。
三答: 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. 无规则网络学说论点是像石英晶体一样,熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体,玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成的,但其排序是无序的,缺乏对称性和周期性的重复,故不同于晶态石英结构.论据:瓦伦等人的X-射线衍射结果先后皆支持了这一学说. 无规则网络学说着重说明了玻璃结构的连续性,统计均匀性与无序性,可以解释玻璃的各向同性,内部性质的均匀性和随成分改变时玻璃性质变化的连续性等. 玻璃结构的特点是短程有序和长程无序,从宏观上看玻璃主要表现为无序,均匀和连续性,而从微观上看它又是有序,不均匀和不连续性.四答: 结构：原子或离子彼此以一定的方式组织起来。
玻璃工艺学考试复习1
一．填空题1传统玻璃结构学说中比较典型适用的两种学说为（晶体学说）（无规则网络学说）其中前者主要反映玻璃结构的（微观有序）而后者主要反映玻璃结构的（宏观无序）。
2玻璃结构中氧化物的作用分为三类（网络形成体氧化物）（网络中间体氧化物）（网络外体氧化物）。
3玻璃的性质通常分为三类性质（迁移性质）（非迁移性质）（其他性质）4玻璃分相种类主要有（稳定分相）（亚稳分相）5石英砂的主要成分是（二氧化硅）常含有杂质，其中无害杂质主要有（Na2O,K2O,CaO）和一定量以下的（氧化铝，氧化镁）对玻璃质量并无影响，但要求（含量稳定）在粒度方面颗粒过大时（使融化困难）并且常产生（结石条纹缺陷），粒度过细时则（容易飞扬结块）混料不易均匀，（澄清费时）（堵塞格子体）等影响。
6氟化物是一种有效的助溶剂，是由于它能加速（玻璃形成的反应）降低（液化粘度）和（表面张力），促进玻璃液的澄清和均化，它可使有害杂质（Fe2O3）和（FeO）变为（FeF3）挥发排除或生成无色的（Na3FeF6）增加玻璃液得透热性。
7澄清气体是指在澄清阶段澄清剂产生的（不同）于玻璃液中也存在的气体，该气体有着很低的（分压）和很强的（扩散），易于进入已存在的气泡当中，气泡中的气体种类（很多），则每种气体的（分压小），从而吸收玻璃液中溶解气体的能力就越强，气体的排出就越容易。
8，用芒硝引入氧化钠时需加入（还原剂）在他的作用下，可将热分解温度降低到600~700度，加入量过多时会产生（硫铁化钠）着色，使玻璃呈（棕色），过少时（不能充分分解）产生过量的硝水。
9一次气泡产生的主要原因是（澄清不良）解决的主要办法是适当（调整澄清剂的用量）。
10在玻璃与金属的封接过程中，从（室温到玻璃转变点温度Tg）的温度范围内，金属和玻璃的热膨胀系数相差（不超过10%）就可以使封接应力在安全范围内。
11在成型的过程中，玻璃的粘度起着十分重要的作用，玻璃的粘度（随温度下降而增大），的特性是玻璃（成型）和（定型）的基础。
玻璃工艺学重点
玻璃的定义：广义：玻璃是一类非晶态材料狭义：在熔融时能形成连续网络结构的氧化物，其熔融体在冷却过程中黏度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐无机非金属材料晶子学说于1921年由别捷夫提出，无规网络学说于1932年查哈里阿森提出。
准晶：具有准周期平移格子构造的固体，其中的原子一般呈定向有序排列，但不作周期性平移重复，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：在某一范围可以出现液晶相，在较低温度为正常结晶的物质。
玻璃制造工艺主要有熔融法和非熔融法两种。
短性玻璃称为快凝玻璃，长性玻璃称为慢凝玻璃。
工艺上把玻璃液在冷却过程黏度不断增大的现象称为玻璃的硬化（固化），而把玻璃液黏度增大的快慢叫硬化速度。
转变温度Tg：玻璃的结构发生变化，使玻璃的很多物理性质发生急剧变化的温度。
软化温度Tf：它与玻璃的密度和表面张力有关，表示玻璃自重软化状况的特征点。
随着氧硅比的增大，玻璃熔体趋向于硅氧四面体连接度较小的结构，黏度下降。
在硅酸盐玻璃中，黏度首先取决于硅氧四面体的连接程度。
当引入碱金属氧化物时，可以向熔体提供“游离氧”，氧硅比增大，使原来复杂的硅氧阴离子团分解，大型四面体群分解为小型四面体群，自由体积随之增大，导致熔体黏度下降。
二价阳离子降低黏度的次序是Ba>Sr>Ca>Mg。
CaO,ZnO对玻璃黏度的影响规律较为奇特。
低温时，CaO增加熔体黏度，高温时，当摩尔数小于10%--12%时，降低黏度，当摩尔分数大于10%--12%时，增大黏度。
低温时添加ZnO也增加黏度，但在高温时却是降低黏度。
玻璃成分设计原则：1.玻璃成分必须在玻璃形成区内，形成玻璃而不析晶，2.玻璃性质必须达到要求的指标，3.玻璃成分设计要符合绿色设计和环境保护的要求，4.玻璃成分设计应满足工艺性能需要，5.玻璃成分设计要考虑原料的质量稳定和货源充足。
双碱效应：在碱金属离子浓度相同的情况下，含有两种碱比含有一种碱的电导率小压碱效应：在含碱金属离子中，加入2价金属氧离子，特别重金属氧离子可使得玻璃的电导率降低，相应的离子半径越大，效应越强。
玻璃工艺学--2
103 0.97/0.94 101/79 60 1.5
第三节 玻璃形成物质
一、玻璃形成物质
网络形成体氧化物 网络外体氧化物 中间体氧化物
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二、各种氧化物在玻璃中的作用
碱金属氧化物
二价金属氧化物
氧化铝
氧化硼
其它氧化物：氧化锆、 氧化钛等
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（一）碱金属氧化物的作用
R2O 1 时，玻璃形成能力强； SiO2 2 R2O 1 ~ 1时，玻璃形成能力下降； SiO2 2 R2O 1时，R 2 O 50%，难成玻。 SiO2
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RO 50%时，能形成玻璃
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2、I－F 二元系统（SiO2－Al2O3系统）
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2、键强
单键强度 化合物MOX的离解能 阳离子（M）的配位数
网络形成体（玻璃形成氧化物） 网络外体（玻璃调整氧化物） 中间体（中间体氧化物）
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3、键性
化学键的性质 离子键 共价键 金属键 混合键
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思考题1：为什么具有单纯共价键（离 子键、金属键）的物质冷却后不易形成玻 璃？
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（三）氧化铝
在玻璃中，Al3+有两种配位，即位于四面体或八面
体中。在钠硅酸盐玻璃中，当Na2O/Al2O3>1时， Al3+
位于四面体中，而当Na2O/Al2O3<1时，Al3+作为网络
外体位于八面体中。 当Al3+位于铝氧四面体[AlO4]中时与[SiO4]组成统 一的网络。在一般的钠钙硅玻璃中，引入少量的氧化 铝，Al3+会夺取非桥氧形成铝氧四面体进入玻璃网络，
《玻陶工艺学》复习汇总
《玻陶工艺学》液体。
2. 网络形成体氧化物——能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物，称为玻璃的网络形成体。
如SiO2，B2O3，P2O5，CeO2，As2O5、V2O3 等。
3. 中间体氧化物——一般不能单独形成玻璃，其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物，称之为中间体，如 A12O3，BeO，ZnO，Ga2O3，TiO2、PbO等。
4. 网络外体氧化物——凡不能单独生成玻璃，一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物，称为玻璃的网络外体。
它们往往起调整玻璃一些性质的作用。
常见的有 Li2O，Na2O， K2O，MgO，CaO，SrO，BaO等。
5.分相——玻璃从高温冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点的迁移，某些组分发生偏聚，从而形成化学组成不同的两个相，此过程叫分相。
6. 玻璃的化学稳定性——玻璃抵抗水、酸、碱、盐、大气及其它化学试剂等侵蚀破坏的能力，统称为玻璃的化学稳定性。
7. 玻璃的熔制过程——将配合料经高温加热熔融成为均匀的、无气泡的符合成型要求的玻璃液的过程。
8. 澄清剂——凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃粘度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。
9.玻璃的成型——是指熔融玻璃转变为具有固定几何形状制品的过程。
10.玻璃的退火过程——将玻璃放置在某一温度下保持足够时间后再以缓慢的速度冷却，以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力。
实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。
11. 陶瓷——陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料，经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制成的产品。
是陶器和瓷器的总称。
12.胎釉适应性——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现龟裂或剥落的性能。
13.坯体干燥——排除坯体中非化学结合水的过程。
14.烧成——将坯体焙烧成陶瓷制品的工艺过程。
15.素烧——坯体施釉前进行的焙烧工艺过程。
16.釉烧——素烧坯施釉后的焙烧工艺过程。
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，有时也采用一部分氢氧化钠和硝酸钠、引入mgo的原料有白云石、菱镁矿等、引入al2o3的原料有长石、瓷土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝，也可以采用某些含al2o3的矿渣和选矿厂含长石的尾矿、引入k2o的主要原料是钾碱k2co3和硝酸钾、引入cao的主要原料是方解石、石灰石、白垩、沉淀碳酸钙等、引入bao的原料是硫酸钡、碳酸钡、引入zno的原料为锌氧粉和菱锌矿、引入pbo的主要原料为铅丹和密陀僧和硅酸铅、引入sro的原料有碳酸锶、天然菱锶矿、天青石、引入cdo的原料有氧化镉、氢氧化镉、引入geo2二氧化锗、引入tio2的原料主要是由钛铁矿和金红石制取的二氧化钛、引入zro2的原料为斜锆石和锆石英15.混合料的质量要求：（1）正确性和稳定性；（2）合理的颗粒级配；（3）一定的湿度；（4）一定的气速；（5）必须混合均匀；（6）混合物的某些氧化还原趋势16导致二次气泡（1）物理原因，由于温度的波动使得溶解在玻璃液中的气体变为气泡（2）化学原因主要与玻璃的化学成分和使用的原材料有关，例如含有过氧化物或高价氧化物的玻璃；它与玻璃熔化过程密切相关。
玻璃工艺学 期末复习
玻璃工艺1、玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）的无机物，是过冷的液体。
玻璃分为狭义玻璃和广义玻璃。
狭义玻璃是指熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质，仅指无机玻璃，它包括氧化物玻璃、非氧化物玻璃、非晶半导体。
广义玻璃是具有转变温度的非晶态材料。
2、玻璃的物理、化学性质不仅决定于其化学组成，而且还与玻璃的结构具有密切相关。
3、玻璃具有各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性（渐变性）与可逆性四项基本通性。
4、由于玻璃结构具有复杂性，至今尚无统一的玻璃结构理论。
目前能够较好解释玻璃性质，又能普遍被接受的玻璃结构学说是晶子学说和无规则网络学说。
5、玻璃结构与熔体结构有密切的联系，硅酸盐熔体的结构主要取决于形成硅酸盐落体的条件。
与其他熔体不同的是，硅酸盐熔体倾向于形成相当大的、形状不规则的、短程有序的离子聚集体。
6、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温度区域的经历。
7、根据不同性能间的共同特性，可以把常见的玻璃性能分为两大类：第一类性能是具有迁移特性的性能，在玻璃成分和性能间不是简单的加和关系，当玻璃从高温熔融状态冷却经过转变温度区时，这些性能一般是逐渐变化的，属于这类性能的有电导、电阻率、粘度、介电损耗、离子扩散速度以及化学稳定性等。
8、玻璃结构中氧化物根据单键能的大小分为三类，分别是网络形成体氧化物、网络中间体氧化物和网络外体氧化物。
9、玻璃分相种类主要有稳定分相和亚稳分相。
10、玻璃析晶过程包括晶核形成和晶体长大两个阶段，成核速度和晶体生长速度都是过冷度和粘度的函数。
11、磷氧化合物（P2O3、P2O4、P2O5）中只有P2O5能形成玻璃。
磷酸盐玻璃的基本结构单元是磷氧四面体［PO4］, 4个P-0键中有一个双键，每个［PO4］只能和三个［PO4］共顶连接，网络连接程度及完整程度低于硅酸盐玻璃。
12、一般来说，同组成的晶体和玻璃体内能差别越大，这种质点有规律排列的自发倾向越强烈，玻璃越容易结晶，即越难形成玻璃；内能差别越小，玻璃越难结晶，越容易形成玻璃。
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、As2O5⑵网络外体氧化物，如Li2O、Na2O、K2O、CaO、ZrO2等⑶网路中间体氧化物，如BeO、MgO、ZnO、Al2O3、Ga2O3、dTiO2等。
6.碱金属氧化物及钙、镁、铅、硼在玻璃中有什么作用？答：⑴碱金属氧化物主要为Li2O、Na2O、K2O，其中Li+主要起积聚作用，而Na+和K+主要起断网作用。
○2Ca2+有极化桥氧和减弱硅氧键的作用，Ca对结构有集聚作用○3在钠钙硅玻璃中若以MgO取代CaO，将使玻璃结构疏松，导致玻璃的密度、硬度下滑，这是由于镁氧四面体进入玻璃网络所致，在钠钙硅玻璃中常以MgO取代部分CaO以降低玻璃的析晶能力和调整玻璃的料性。
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答：分为稳定分相和亚稳分相，在亚稳区中分相后形成一种分散的孤立滴状结构，而在不稳区则形成一种三维空间互相连接的联通结构。
5、高硅氧玻璃的制备原理及生产工艺？
答：高硅氧玻璃纤维其工艺原理是利用玻璃在熔融或冷却过程中，二个或二个以上互不相容的液相彼此分离，成微不均匀性，利用其结构的分相而生产的。
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。
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）内进行定的熔点。
均匀成核：在宏观均匀的玻璃中，没有外来物参与，与相界、结构缺陷等无关的成核过程。又称本征成核、自发成核。
非均匀成核：依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核过程。
分相：玻璃的分相实质熔体和玻璃体在冷却或热处理过程中，从均匀的液相或玻璃相在转变为晶相或形成两种互不相溶的液相。
2、影响结晶的因素有哪些？
答：（1）温度（2）黏度（3）杂质（4）界面自由能
3、玻璃析晶的两个阶段及其相互间的关系是什么？
答：玻璃的析晶阶段包括晶核成长和晶体长大两个阶段。
当形成稳定的晶核后，在适当的过冷度和过饱和的条件下，熔体中的原子向界面迁移。到达适当的生长位置，使晶体长大。所以晶体长大的条件是建立在可以形成晶核之上的。
第二章 玻璃的形成与规律
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。
第三章 玻璃的分相和析晶
1、解释：均匀成核、非均匀成核、分相。
高硅氧玻璃纤维的生产工艺：高硅氧玻璃纤维的生产是以合适的原始玻璃成分，按普通玻璃纤维的生产工艺制成纱、布等各种制品，经过酸沥滤和热烧结工艺，即得到耐高温性能接近石英纤维的高硅氧制品，对原始玻璃组分，目前主要有以E玻璃以及Si02-B203-Na2O和Si02-B203二元系统为原始玻璃组分，我国主要采用三组分的纳硼硅酸盐玻璃，其主要的制品生产工艺流程如图1所示：
在生产中，将高硅氧制品经酸沥滤，利用其结构的分相，使B203和Na2O组分沥滤出来转入溶液中，使Si02富集量达到96％以上的微孔硅氧骨架，然后再经600一800℃的高温热烧结定型，使微孔闭合，骨架结构趋于紧密，而制得高性能的高硅氧玻璃纤维制品。
第四章 玻璃的性质
1、何为玻璃的料性？
答：是指玻璃随着温度变化其年黏度变化的速度称为玻璃的料性。
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；
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。总的来说，晶子学说强调了玻璃结构的近程有序性、不均匀性和不连续性。（2）玻璃的无规则网络学说是1932年由查哈里阿森提出的，该学说借助于离子结晶化学的一些原则，并参照玻璃的某些性能（如硬度、热传导、电绝缘性等）与相应的晶体的相似性而提出的。像石英一样，熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体，玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成的，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故不同于晶态石英结构。当熔融的石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时，硅氧网络断裂，碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中，以维持网络中局部的电中性。对硼酸盐与磷酸盐玻璃也作了类似的描述。
2、试述黏度在玻璃生产中的作用？
答：在生产中玻璃的熔化、澄清、均化、供料、成型、退火等工艺过程的温度制度，一般是以其对应的黏度为依据制定的。
3、试述玻璃表面张力的工艺意义？
答：在熔制过中，表面张力在一定程度上决定了玻璃液中气泡的长大和排除，在一定条件下，微小气泡在表面张力作用下，可溶解于玻璃液中。均化时，条纹及节瘤扩散和溶解的速度取决于主体玻璃和条纹表面张力的相对大小。如果条纹的表面张力较小，则条纹力求展开成薄膜状，并包围在玻璃体周围，这种条纹就很快的溶解而消失。相反，如果条纹（节瘤）的表面张力叫主体玻璃大，条纹力求成球形，不利于扩散和溶解，因而较难消除。 在玻璃成形过程中，人工挑料或吹小泡及滴料供料时，都要借助表面张力使之达到一定的形状。拉制玻璃管、玻璃棒、玻璃丝时，由于表面张力的作用才能获得正确的圆柱形。玻璃制得拱火、火抛光也是借助表面张力。
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。