玻璃的性质
玻璃断裂力学及玻璃结构
玻璃断裂力学及玻璃结构一、玻璃的基本性质玻璃是一种非晶态材料，具有优异的透明性、耐腐蚀性、绝缘性、隔热性等特性。
它是我们在建筑、电子、光学、化学等众多领域中不可或缺的材料。
二、玻璃的形成与制备玻璃的形成通常需要经历高温熔融和快速冷却的过程。
玻璃的制备方法主要包括焰熔法、浮法、压延法等。
不同的制备方法会得到不同性质和用途的玻璃。
三、玻璃的力学性能玻璃的力学性能主要表现为弹性模量、硬度、抗冲击性等。
其中，弹性模量是衡量材料刚性的重要指标，玻璃的弹性模量通常很高。
硬度是材料抵抗外部机械作用的能力，玻璃的硬度通常与硅酸盐成分有关。
抗冲击性是指材料在冲击下的韧性，玻璃的抗冲击性取决于其化学成分和微观结构。
四、玻璃的电学性能玻璃的电学性能主要包括电导率、介电常数等。
电导率是衡量材料导电性的指标，玻璃的电导率通常很低，具有良好的绝缘性能。
介电常数是衡量材料在电场作用下极化程度的指标，玻璃的介电常数通常较高。
五、玻璃的化学稳定性玻璃的化学稳定性是指其在各种环境条件下的耐腐蚀性和稳定性。
玻璃一般具有良好的化学稳定性，能够在大多数环境下保持其结构和性质的稳定性。
六、玻璃的结构与缺陷玻璃的结构通常是无序的，没有明显的晶体结构。
然而，玻璃中可能存在一些微观结构缺陷，如微小颗粒、气泡等。
这些缺陷可能影响玻璃的力学和光学性能。
七、玻璃的强度与断裂力学玻璃的强度是指其在受力作用下的最大承载能力。
断裂力学是研究材料在裂纹扩展条件下的力学行为。
玻璃的强度和断裂力学性质与其微观结构、化学成分和制备工艺等因素有关。
通过对玻璃的强度和断裂力学的研究，可以优化玻璃的性能和使用安全性。
八、玻璃的应用与前景玻璃因其独特的性质和广泛的应用领域而备受关注。
在建筑领域，玻璃可以用于制作窗户、幕墙等，提高建筑的采光和节能性能；在电子领域，玻璃可以用于制作显示器、太阳能电池等；在光学领域，玻璃可以用于制作镜头、眼镜等；在化学领域，玻璃可以用于容器、管道等。
玻璃的理化性质和危险特性表
玻璃的理化性质和危险特性表
物理性质
- 透明性：玻璃具有良好的透明性，能够传播光线。
- 密度：玻璃密度较高，一般为2.2至2.8 g/cm³。
- 折射率：玻璃的折射率较高，可根据成分而变化。
- 热膨胀系数：玻璃的热膨胀系数较小，但随温度变化而有所增加。
- 硬度：玻璃的硬度一般较高，取决于其成分和制备方法。
化学性质
- 化学稳定性：玻璃具有较好的化学稳定性，耐酸碱腐蚀。
- 溶解性：某些特殊玻璃在特定溶剂中可溶解。
- 反应性：玻璃可在高温下与某些物质发生反应，例如与强氧化剂反应产生氧化反应等。
危险特性
- 破碎危险：玻璃破碎时可能产生尖锐的碎片，可能会对人体造成切伤。
- 高温危险：玻璃在高温下可能发生熔融或爆裂，产生高温危险。
- 毒性危险：某些特殊玻璃可能含有有毒成分，接触后可能对人体造成危害。
以上为玻璃的理化性质和危险特性表。
玻璃的理化性质和危险特性表
物理性质
- 透明性：良好
- 密度：2.2至2.8 g/cm³
- 折射率：根据成分而变化
- 热膨胀系数：小，随温度变化而增加
- 硬度：较高
化学性质
- 化学稳定性：好，耐酸碱腐蚀
- 溶解性：某些特殊玻璃可溶解
- 反应性：与某些物质在高温下发生反应危险特性
- 破碎危险：尖锐碎片可能切伤人体
- 高温危险：熔融或爆裂产生高温
- 毒性危险：某些特殊玻璃含有有毒成分以上为玻璃的理化性质和危险特性表。
玻璃(非晶无机非金属材料)
玻璃(非晶无机非金属材料)1：正文：玻璃（非晶无机非金属材料）一、定义玻璃是一种非晶无机非金属材料，其主要成分是二氧化硅（SiO2）和其他氧化物。
二、分类1. 按成分分：1.1 硅酸盐玻璃：主要成分是二氧化硅，如石英玻璃、硅酸盐岩玻璃等。
1.2 氧化物玻璃：主要成分是氧化物，如硼酸玻璃、碱金属玻璃等。
2. 按制备方式分：2.1 熔融法制备的玻璃：通过将原料熔化后冷却固化得到，如浮法玻璃、口吹玻璃等。
2.2 沉积法制备的玻璃：通过在基底上逐层沉积材料形成玻璃，如薄膜玻璃、光纤玻璃等。
三、性质1. 光学性质：玻璃具有透明性，可用于光学器件制作。
2. 物理性质：玻璃具有高硬度、高熔点和较小的热膨胀系数。
3. 化学性质：玻璃对酸和强碱一般具有较好的耐蚀性。
四、应用领域1. 建筑领域：玻璃用于建筑幕墙、窗户、墙面装饰等。
2. 光学仪器领域：玻璃用于制作望远镜、显微镜、眼镜等。
3. 医药领域：玻璃用于制作试管、药瓶等医疗器械。
4. 电子领域：玻璃用于制作显示器、光纤等电子元件。
5. 包装领域：玻璃用于制作酒瓶、保鲜瓶等包装容器。
附件：[可添加相关文献、研究报告等附件]法律名词及注释：1. 非晶无机非金属材料：指在宏观上呈无定形结构的无机非金属材料，如玻璃、陶瓷等。
2. 二氧化硅：化学式为SiO2，是一种无机化合物，广泛用于玻璃制造和材料工程领域。
3. 氧化物：指由氧原子和其他非金属元素组成的化合物，如氧化硼、氧化铝等。
2：正文：玻璃（非晶无机非金属材料）一、定义和概述玻璃是一种非晶无机非金属材料，主要成分是二氧化硅和其他氧化物。
它是一种无定形的固体，具有透明度和硬度较高的特点。
玻璃可以通过熔融法或沉积法制备，广泛应用于建筑、光学、电子等领域。
二、玻璃的分类1. 按成分分类：1.1 硅酸盐玻璃：主要成分是二氧化硅，常见的有石英玻璃、硅酸盐岩玻璃等。
1.2 氧化物玻璃：主要成分是氧化物，如硼酸玻璃、碱金属玻璃等。
玻璃性质
第2章玻璃性质 章玻璃性质
无规则网络学说
1、实 验 、
(1932年 德国学者扎哈里阿森提出的) 扎哈里阿森提出的 (1932年 德国学者扎哈里阿森提出的)
a. 石英玻璃和石英晶体基本结构单元都是硅氧四面体 石英玻璃和石英晶体基本结构单元都是硅氧四面体 硅氧四面体[SiO4]。 。 b. 各硅氧四面体 各硅氧四面体[SiO4]都通过顶点连接成为三维空间网络。 都通过顶点连接成为三维空间网络。 都通过顶点连接成为三维空间网络
5、 5、学说不足
对分相研究不利，不能完满解释玻璃的微观不均匀性和分 对分相研究不利， 相现象。 相现象。
综述
两种学说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。 两种学说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。统 一的看法是——玻璃是具有近程有序、远程无序结 一的看法是——玻璃是具有近程有序、远程无序结 ——玻璃是具有近程有序 构特点的无定形物质。 构特点的无定形物质。
第2章玻璃性质 章玻璃性质
V、Q 、 a 过冷液体 b 玻璃 f e c
快冷 慢冷h d 晶体
Tg Tf
TM
T
图2.1 物质体积与内能随温度变化示意图
第2章玻璃性质 章玻璃性质
2.2、玻璃的结构学说 、
玻璃结构的定义 晶子学说 无规则网络学说
第2章玻璃性质 章玻璃性质
玻璃结构的定义
玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几何配置、 玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几何配置、有序程 度以及彼此间的结合状态。 度以及彼此间的结合状态。 几个早期的玻璃结构理论： 几个早期的玻璃结构理论： 门捷列夫：玻璃是一种无定形物质，没有固定化学组成。 门捷列夫：玻璃是一种无定形物质，没有固定化学组成。 玻璃的结构是具有一定化学组成的分子聚合体。 Sockman ：玻璃的结构是具有一定化学组成的分子聚合体。 玻璃是一种过冷液体。 Tamman ：玻璃是一种过冷液体。 两个最主要的玻璃结构学说： 个最主要的玻璃结构学说： 要的玻璃结构学说 晶子学说 无规则网络学说
玻璃的构成与性质研究
玻璃的构成与性质研究玻璃是一种无定形的固体材料，具有良好的透明度，化学惰性和高硬度等特性，因而广泛用于建筑、汽车、器皿等领域。
本文将从玻璃的构成和性质两个方面进行研究。
一、玻璃的构成玻璃是通过高温熔化硅酸盐等物质，然后迅速冷却而形成的。
它的组成主要包括氧、硅、钠、铝、钙等元素。
其中，硅是构成玻璃的主要成分，占比约为70%。
其他元素则用于稳定和改变玻璃的性质。
在玻璃的制备过程中，加入的不同元素会影响玻璃的特性。
例如，加入钠会使得玻璃的融点下降，但会降低其化学稳定性。
加入铝元素能够增强玻璃的硬度，但颜色会变为深绿色。
因此，在制备玻璃时，需要根据具体用途来选择不同的成分。
二、玻璃的性质1.透明度玻璃具有高度的透明度，能够使光线在其中传播而不发生散射。
这种特性使得玻璃成为一种优良的建筑材料。
2.硬度玻璃的硬度比一般的金属和塑料高，这是由于其分子间排列的有序性所致。
但是，玻璃的硬度并不是无限制的，长时间的震动和温度变化等因素都会导致其破裂。
3.化学稳定性由于玻璃成分中的氧元素具有较高的电负性，因此玻璃具有良好的化学稳定性。
但是，在一些强酸和强碱作用下，玻璃也会发生腐蚀。
4.导电性由于玻璃具有较高的电阻率，因此不具有导电性。
这也使得玻璃成为一种优良的绝缘材料。
5.折射率玻璃的折射率是指光通过玻璃时发生偏离的角度和入射角度之比。
玻璃的折射率与其成分和密度等因素有关，因此可以通过调节成分来控制玻璃的折射率。
综上所述，玻璃的构成和性质都与其用途密切相关。
在制备玻璃时，需要根据具体的使用场景来选择成分，同时也需要考虑其化学稳定性、透明度、硬度等性能。
未来，随着科学技术的不断发展，我们相信玻璃这种传统材料也会被赋予新的重要作用。
玻璃的结构与性质
玻璃的结构与性质玻璃是一种无机非晶固态材料，是由一定比例的硅酸盐和其他氧化物经高温熔融后迅速冷却而成。
玻璃具有诸多优点，如硬度高、耐腐蚀、透明度好、化学稳定性好等，因此广泛应用于建筑、日用品、电子通信、纺织等领域。
玻璃的结构是其性质的基础。
在玻璃中，硅酸盐的主要成分是SiO2，而其他氧化物则可作为玻璃的添加剂，以调节玻璃的颜色、热膨胀系数等性质。
在玻璃中，氧原子形成正四面体结构，而硅原子则填充在四面体中心，形成一种类似于冰晶石的三维网络结构。
由于氧和硅的电子云作用力强，因此Si-O键是玻璃中的主要结构基团。
不同类型的玻璃中，结构单元之间的连接方式也不尽相同，因此其性质亦有所差异。
玻璃的特殊性质源于其非晶结构。
晶体是具有周期性排列结构的物质，而玻璃则是一种无定形的、未能在固态中形成晶体结构的物质。
由于玻璃中的原子没有固定的空间位置，因此难以计算玻璃的机械、光学等性质。
同时，由于其非晶结构的存在，玻璃具有如下几个特点：1.灵活性。
晶体的原子排列方式常常受到限制，而玻璃的原子排列则显得灵活多变。
这种灵活性使得玻璃能够被加工成各种形状，获得各种性质。
2.易变性。
晶体由于其明确的原子排列方式，为其赋予了明确的物理性质，在不同的条件下其物理性质变化也比较小。
而玻璃由于其非晶结构，使得其物理性质变化比较明显，在不同的温度、压强条件下，玻璃的机械性能、热力学性质都有所不同。
3.断裂韧性低。
由于玻璃没有明确的原子排列方式，因此它的原子间结合力并不十分均匀，特别是玻璃中存在一些空隙、缺陷等结构的存在，使得其断裂韧性很低，容易因外力的作用而破裂。
4.密实性高。
晶体有明确的原子排列方式，因此原子之间的空隙要比玻璃少得多。
从数学角度来讲，晶体的最紧堆积密度为0.74，而玻璃的密度则可以达到0.95左右。
玻璃的高密度是其化学稳定性好、透明度高等性质的重要基础。
同时，玻璃的高密度也为其在各个领域的应用提供了巨大的优势。
总之，玻璃的结构和性质密不可分，了解玻璃的结构将有助于我们更好地理解其性质、应用及加工过程。
玻璃的物理性质及应用
玻璃的物理性质及应用玻璃是一种广泛使用的材料，它具有许多特殊的物理性质，使其能够应用于许多不同的领域。
在本文中，我们将深入探讨玻璃的物理性质及其应用。
玻璃的物理性质玻璃是一种非晶态物质，它由各种不同的氧化物组成，但不具有明确的晶体结构。
由于其非晶态结构，玻璃具有许多独特的物理特性。
以下是其中的一些例子。
1. 透明度：玻璃是一种透明的物质，它能够传输光线，从而让我们看到周围的世界。
玻璃的透明度主要取决于其组成和加工方式。
2. 硬度：玻璃是一种硬度非常高的物质，可以用来制作各种各样的产品，包括建筑材料和容器。
3. 抗腐蚀性：玻璃在很大程度上是一种抗腐蚀的物质，不受大多数化学物质的影响。
这使得玻璃成为一种理想的化学储存容器。
4. 热膨胀系数：玻璃的热膨胀系数非常低，这意味着它可以用在高温环境下，而不会破裂或破碎。
5. 色彩：玻璃可以在制作时通过添加金属氧化物来获得不同的颜色。
这些颜色可以用来增加玻璃的外观效果。
玻璃的应用玻璃的物理特性使其在许多不同的领域有着广泛的应用。
以下是其中的一些例子。
1. 建筑：在建筑中，玻璃主要用于窗户、墙壁、顶部，和照明灯具等。
玻璃的透明度和硬度使其变得理想，可以为建筑带来更多的自然光和视野。
2. 化学：玻璃在化学中是一种非常受欢迎的材料，它可以用来储存、调配、和运输化学品。
玻璃的抗腐蚀性和透明度使它成为一种最佳的材料。
3. 医药：玻璃在医药领域也有广泛的应用。
它可以用来制作药瓶、试管、和瓶盖等。
玻璃的无毒、抗腐蚀的性质使其最适合存储医药。
4. 消费品：玻璃制品包括啤酒瓶、香水瓶、和餐具。
玻璃的透明度，硬度及匀称性使其非常受欢迎。
5. 公共艺术：玻璃制成的艺术品也有广泛的应用。
玻璃制成的壁画、雕塑、和彩色玻璃窗等可以增强公共建筑的美感和精神文化氛围。
总之，玻璃的物理性质使得它成为一种非常重要的材料，广泛应用于各种不同的领域。
从建筑到医药，从化学到消费品，玻璃都有被应用的一席之地。
玻璃材料的物理与化学性质
玻璃材料的物理与化学性质玻璃是一种特殊的材料，它具有不同于普通固体的物理和化学性质。
在这篇文章中，我们将探讨玻璃的物理和化学性质，并深入了解这种材料背后的科学和技术原理。
一、物理性质1.1 折射率折射率是玻璃最基本的物理性质之一，它决定了材料在不同环境下的透明度和光学效果。
折射率可以简单理解为光线发生折射时，经过不同介质后径线偏转的程度。
玻璃的折射率通常在1.5左右，但具体数值取决于玻璃的成分和制备工艺。
1.2 热膨胀系数热膨胀系数是材料在受热时体积扩张的程度，它是玻璃热学性质的重要指标之一。
玻璃的热膨胀系数较低，通常在5×10^-6~10×10^-6之间，这意味着玻璃不容易因温度变化而产生显著的形变和损伤。
1.3 硬度玻璃是一种相当硬的材料，具有较高的硬度和耐磨性。
在摩擦、碰撞和其他力作用下，玻璃表面不容易受到划痕和磨损。
1.4 耐拉伸性玻璃的耐拉伸性也是非常突出的，它具有较高的强度和断裂韧性。
这种性质使得玻璃可以制成各种形状和尺寸的器件和装置，例如窗户、饰品、容器等。
二、化学性质2.1 耐腐蚀性相对于金属和塑料等其他材料，玻璃的耐腐蚀性更好，可以在多种环境下长时间保持稳定的化学性质。
这是因为玻璃本身就是一种非晶质材料，没有晶体结构的缺陷和裂缝，因此不容易受到化学物质的侵蚀和损伤。
2.2 生物惰性玻璃是一种完全无机的材料，不含任何有机物质。
这使玻璃具有生物惰性，也就是不容易发生化学反应或生物附着。
因此，玻璃可以用于医疗和实验室等需要高卫生和洁净度要求的领域。
2.3 色彩稳定性玻璃在使用过程中，不会因为暴露于光、气或其他物质而发生显著的颜色变化。
这是因为玻璃的成分和结构都非常稳定，在不受热、光或化学腐蚀的情况下，可以长时间保持原有色彩。
这也使得玻璃成为一种广泛应用于建筑、装饰和艺术领域的材料。
三、玻璃的应用玻璃由于其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各种领域，例如：3.1 建筑和装饰玻璃在建筑和装饰领域中用于制造窗户、玻璃门、隔断、墙面、楼梯等。
玻璃的物理知识点总结
玻璃的物理知识点总结1. 玻璃的结构特点玻璃的结构特点是其非晶态结构。
在晶体结构中，原子或分子按照一定的规则排列，而在非晶体结构中，原子或分子的排列无序，没有明显的晶格结构。
这使得玻璃呈现出均匀、透明的外观，并且具有良好的光学性能。
玻璃的非晶态结构也使得其具有较高的抗拉强度和抗冲击性，是一种较为牢固的材料。
2. 玻璃的光学性质玻璃具有较好的透明性和折射性能。
在入射光线垂直于玻璃表面时，玻璃的折射率大约为1.5左右，这使得光线可以在玻璃内部进行传播，呈现出较好的透明性。
同时，玻璃的折射率变化范围较大，这也为制备各种光学器件提供了基础条件。
此外，玻璃还具有较好的光学均匀性和抗老化性能，可以长时间保持良好的光学性能。
3. 玻璃的热学性质玻璃在一定温度范围内呈现出较好的热稳定性。
一般情况下，玻璃的软化温度约为600-800摄氏度，而玻璃的熔化温度约为1000-1500摄氏度。
这使得玻璃可以在一定温度范围内进行加工和应用。
同时，玻璃的线膨胀系数较小，热膨胀性能较好，不易受温度变化的影响。
4. 玻璃的力学性质玻璃具有较高的硬度和抗拉强度。
一般情况下，玻璃的硬度在5-7摩氏硬度之间，这使得玻璃可以抵御一定程度的划伤和磨损。
同时，玻璃的抗拉强度和弯曲强度也较高，一般情况下可以承受较大的力学载荷。
综上所述，玻璃作为一种非晶体固体材料，具有一系列独特的物理性质和特点，这使得其在各个领域具有广泛的应用价值。
通过对玻璃结构的理解，可以更好地掌握玻璃的制备、加工和应用技术，为玻璃的进一步研究和开发提供了基础条件。
同时，玻璃的物理性质也为其在建筑、光学、仪器等领域的应用提供了理论支持和技术保障。
希望本文对于玻璃的物理知识有所帮助，欢迎批评指正。
玻璃的种类和用途
玻璃的种类和用途玻璃作为一种非晶体，是由硅酸盐、碳酸盐等组成的无机非金属材料，具有透明、硬度高、抗腐蚀等优秀的物理化学性质。
而玻璃的种类繁多，各具特色，应用领域也多种多样。
一、普通玻璃普通玻璃是最为常见的一种玻璃，它的主要成分是二氧化硅，还含有一些碱金属、碱土金属和氧化铝等，耐酸碱性差，容易被机械力破坏。
普通玻璃主要用于建筑、家具、电器、厨房卫浴等领域，如玻璃门、玻璃幕墙、玻璃桌面等。
二、钢化玻璃钢化玻璃是在普通玻璃加工的基础上，通过加热到较高温度，再急速冷却的工艺，使玻璃表面张力增强，耐冲击性能好，被破坏时不会形成尖锐的碎片，而是成为大块的碎片，具有安全性。
钢化玻璃主要用于高层建筑、电梯、汽车、家具等领域，如玻璃钢门、玻璃幕墙、车窗等。
三、夹层玻璃夹层玻璃是将两层或多层玻璃之间加有一层PVB中间膜，利用压力和温度形成的复合玻璃，具有良好的隔音、防盗和防爆性能。
夹层玻璃主要用于建筑和汽车领域，如玻璃幕墙、隔音窗、汽车安全玻璃等。
四、荧光光纤玻璃荧光光纤玻璃是将荧光光纤加入普通玻璃中制成的一种新型玻璃，其内部可以发光，具有新颖的视觉效果，广泛应用于室内外装饰、照明等领域。
五、陶瓷玻璃陶瓷玻璃是由玻璃和陶瓷两种材料结合而成的一种新型材料，具有不变形、耐高温、耐磨损的优越性能，广泛应用于高科技领域，如电子产品、航空发动机等。
六、纳米玻璃纳米玻璃是玻璃表面形成一层纳米级别的涂层，可以改变玻璃表面的颜色和透光率，提高了玻璃的透光性和美观性，常用于高档建筑、卫生间、家具等领域。
总之，玻璃的种类多样，用途广泛，在现代社会中扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，各种新型玻璃的应用也将不断涌现。
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。
玻璃的性质
中国玻璃发展简史
1965年株州玻璃厂生产压花夹丝玻璃；
1968年广东石歧玻璃厂开始生产平拉法玻璃；
1971年洛阳玻璃厂开始生产浮法玻璃。
目前，各种高技术玻璃已达到或接近国际水平。
9
1.1.3 玻璃的形成
玻璃之所以成为玻 璃而不是结晶，在 于由液态快速冷却 时粘度增加得很快， 内部质点的运动受 到严重阻碍而无法 按晶体结构进行重 新排列，因此仍然 保持着类似于液体 的近程有序而远程 无序的状态。
油和药膏。
公元前1000年，东地中海地区出现玻璃的浇铸
和压制工艺。
公元前200年，西顿和巴比伦地区用金属管吹制
玻璃器皿，这是玻璃制造工艺上的第一个变革。
5
玻璃发展简史
18世纪末，美国人M.欧文斯（Owens)发明了自
动吹瓶机，结束了2000年人工吹制玻璃的历史。
1905年，比利时人E.Fourcault第一次成功地从
任何物质不论其化学组成如何，只要具有
上述四个特性，都称为玻璃态。
17
性 质
Tf:玻璃软化温度
温度
Tg
Tf
•第一类性质：玻璃的电导、比容、粘度等 •第二类性质：玻璃的热容、膨胀系数、密度、折射率等
•第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等
18
1.2.2 玻璃结构的假说
•
1.2.2.1、过冷液体学说 由塔曼提出，这个理论的基础在于把玻璃看作完 全或几乎不具有一般真正固体所具有的结晶特征。 玻璃被认为是过冷液体，那么所含的能量要比相 应的结晶体多，也就是处于介稳状态。 最大缺点在于没有把分子或分子聚合体的结构和 玻璃性质联系起来。 • 1.2.2.2、晶子学说 • 苏联A.A.列别捷夫院长在1921年创立 ，认为玻 璃由无数极微细的、带有点阵变形的有序区域即 晶子所构成 。
玻璃的性质汇总
2019/3/6/19:07:59
15
在钠硼硅酸盐玻璃中，退火过程中会发生分相。形成富钠硼相和富硅氧相。 分相后，如果形成孤岛滴状结构：即富钠硼相被SiO2相包围，使富钠硼相免受 介质的侵蚀，从而提高玻璃的化学稳定性。 但是，如果形成两相连通的结构，则会大大降低玻璃的化学稳定性。因为富 钠硼相容易被介质所侵蚀。
水气的侵蚀机理：
实践证明，对于玻璃来讲，水气比溶液对其侵蚀更大。 水溶液对玻璃的侵蚀是由于玻璃中的Na+与溶液中H+的交换，当表面层 中Na+逐渐减少后，使侵蚀变得缓慢，最后趋于停止。 但是，水气是以微粒水滴粘附在玻璃表面的。释放出的碱没有被移走， 而是在不断积累。随着侵蚀的进行，碱浓度越来越大，使PH值上升，最后 类似于碱，从而大大加速对玻璃的侵蚀。 因此，水气对玻璃的侵蚀，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结构为主的溶蚀过程。
（二）热处理的影响
在退火处理的过程中，玻璃当中的碱性氧化物要转移到表面。 当酸性气体（比如SO2）存在的条件下,部分碱性氧化物会被酸性气体中和，而形成 “白霜”（主要为硫酸钠），通常称为“硫霜化”。这部分白霜可以阻止碱性氧化物 的继续逸出，并且容易被除掉，因此提高了玻璃的化学稳定性。
但是，当在没有酸性气体存在的条件下，碱性氧化物在玻璃表面大量富集，就会降 低玻璃的化学稳定性。
（三）表面状态的影响
介质对玻璃的侵蚀首先从玻璃表面开始。 通常可以用表面处理的方法改变玻璃的表面状态，达到提高化学稳定性的目的。 方法主要有两大类： 1.从玻璃表面移除对侵蚀介质具有亲和力的成分，如碱金属氧化物。通常采用 酸性气体、水和酸性溶液等来进行处理，使玻璃表面生成一定厚度的高硅氧膜，以 提高化学稳定性。
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玻璃的性质
一．目前我们玻璃引进的原材料如下：（共计11种）
玻璃是熔融.冷却.固态的非结晶（在特种条件下也可以成为晶态）无机物。
玻璃的物理化学性质不仅决定于其化学组成，而且与玻璃结构有密切的联系。
只有认识玻璃的结构，掌握玻璃组成，结构，性能三者之间的内在联系，才有可能通过改变化学组成，热历史，或利用某些物理，化学处理，制取符合预定要求的物理化学性能的玻璃材料或制品。
二.玻璃的主要性质。
（1）粘度：粘度是玻璃的最主要物理性质之一。
在整个玻璃生产工艺过程（熔融，澄清，冷却，成形，退火）所制度的一系列温度制度往往是以此为依据的。
粘度是液态或熔体内部的分子在移动时相互之间的内摩擦力，内摩擦力越大，则分子移动越困难。
也就是粘度越大。
玻璃的粘度和温度有着密切的关系，温度升高时，粘度随之下降，但是这种变化没有一定的比例关系，通常在高温阶段，粘度的降低速度缓慢，而在低温段则急剧增加。
（2）析晶性能：玻璃是一种非晶态物质，但在一定的条件下，玻璃具有向晶态转化的倾向。
在玻璃生产中一般不希望玻璃析晶，因为析晶会造成外观上的缺陷，失去玻璃原有的性质，不能加工成型。
析晶是玻璃的缺陷。
（3）光学性能：玻璃对辐射的透射率取决于玻璃中的杂质含量。
不含氧化铁的透明玻璃大约能透过90%以上的可见辐射，仅有小部分辐射被玻璃真正吸收，大部分为玻璃两个表面的反射所损失。
（4）密度：玻璃的密度主要决定于玻璃的化学组成，分子量越大的氧化物含量越高时，玻璃的密度也越大。
如石英玻璃由SiO2所组成，它的密度最小，约2.2g/立方厘米，而含大量氧化铅的玻璃密度可达6.5g/立方厘米。
我们目前生产的钠钙硅玻璃的密度为2.46g/立方厘米。
（5）热膨胀系数：大部分物体受热以后都要膨胀，玻璃也不例外。
物体受热后膨胀的大小由它们的线膨胀系数和体膨胀系数来表明的。
玻璃的膨胀系数取决于玻璃的化学组成，系数提高。
而增加SiO2，B2O3，AL2O3的含量，就能降低膨胀系数。
我们生产的玻璃膨胀系数为：92x10-7/℃。
（6）电性能：在常温下玻璃是绝缘体。
但是随着温度的上升，玻璃的导电性迅速提高，到了熔融状态，玻璃变成了良导体。
利用玻璃在常温下的低电导率可制造照明灯泡，电真空器件等。
（7）强度：玻璃的机械强度，一般用耐压强度，抗折强度，抗张强度，抗冲击强度等来表示。
玻璃之所以得到广泛应用，其原因之一就是它的耐压强度很高，硬度也高。
然而，由于它的抗折强度和抗张强度不高，并且脆性较大，使玻璃的应用受到了一定的限制。
（8）化学稳定性：玻璃表面抵抗周围介质如水，酸，碱，盐，气体以及大气的污染等化学侵蚀作用的能力称为玻璃的化学稳定性。
三．玻璃的9种含量
（1）引入二氧化硅的作用：是提高玻璃的熔制温度，粘度，化学稳定性，硬度和机械强度，同时它能降低玻璃的热膨胀系数和密度。
（2）引入三氧化二铝的作用：能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性，热稳定性，机械强度，硬度和折射率，减轻玻璃对耐火材料的侵蚀。
但是AL2O3能提高玻璃的粘度，所以含量控制在1-3.5%，一般不超过10%。
（3）引入氧化钙的作用：作用稳定剂。
增加玻璃的化学稳定性和机械强度。
含量高时会增加玻璃的结晶倾向。
（4）引入氧化镁的作用：可使玻璃形成时硬化速度变慢，降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性。
（5）引入氧化硼的作用：降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性和化学稳定性。
改善玻璃的光泽，加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。
（6）引入氧化钡的作用：增加玻璃的折射率，密度，光泽和化学稳定性。
但是含量较高时会使澄清困难。
（7）引入氧化钠的作用：降低玻璃的热稳定性，化学稳定性和机械强度。
但是含量超过18%时可增加玻璃的热膨胀系数。
所以不可引入过多。
（8）引入氧化钾的作用：能降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽度。
（9）Fe2O3：应控制在0.1%以下，它是玻璃的有害成分，主要影响玻璃的透光性，在熔制中影响玻璃液的透热性。
玻璃的熔制过程
玻璃的熔制是玻璃制造最重要的过程之一。
玻璃的溶制是指加热过程中的粉末变成玻璃体，从而能用它来形成玻璃制品。
绝大多数的玻璃缺陷是由于玻璃制造过程中的疏忽和缺陷造成的。
所以对玻璃的溶制过程应该注意，玻璃的熔制过程是一个很复杂的过程，它有一系列的物理的，化学的，物理和化学的变化和反应。
配合料进入玻璃熔窖后，经过加热产生一系列的物理化学变化，成为符合某种玻璃成形工艺指标的均匀玻璃液，这一过程称为溶制。
对玻璃的熔制过程中每种粉料在加热时各有其形成玻璃的某些特点，而这些特点正是与粉料的化学组成有关。
（1）硅酸盐的形成
硅酸盐生产反应在很大程度上是在固态状态下进行的，配合料在加热过程中发生了一系列的物理化学变化，有大量的气体物质挥发出来，我们的是11%气体挥发掉。
粉料变为烧结物质，它是由硅酸盐和硅氧所组成的。
对大数玻璃来讲，这期间温度需要900度左右来完成。
（2）玻璃形成
在上面基础上，继续加热的结果。
烧结的物质开始熔融，易熔的低温共熔物首先融化，在融化的同时，硅酸盐与硅氧相互溶解。
硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠，硅酸钙，硅
酸铝，硅酸镁以及反应后剩余的SiO2开始熔融，它们之间相互溶解和扩散，在此阶段结束时烧结物质变得透明了，其中没有未起作用的粉末粒子或所谓的未熔透物质。
但是此时玻璃液中仍包含有大小气泡，而玻璃本身的化学组成和性质也是不均一的，在玻璃液中也还有许多所谓条纹，大多数玻璃的这个阶段是在1200-1250度完成。
由于石英砂粒熔解和扩散速度比其他各种硅酸盐熔解和扩散速度低的多，所以玻璃形成过程的速度实际上取决石英砂粒的熔解扩散速度。
为了加快砂粒在硅酸盐熔体中的熔解，除了选用颗粒直径比较小，形状带有菱角的石英砂外，还可以通过提高熔化温度，加入一定量的助熔剂来达到。
（3）玻璃的澄清
玻璃形成阶段结束时，玻璃中还残留许多气泡和条纹，继续加热时玻璃液的粘度就会降低，消除玻璃液中可见气泡的过程，叫玻璃液的澄清。
消除玻璃液中可见气泡的办法使气泡漂浮于玻璃液的表面而除去。
气泡向上漂浮的速度决定于气泡的大小和玻璃液的黏度。
气泡增大，上升的速度就加快。
玻璃液的黏度和气泡的上升速度成反比，黏度越大，气泡上升就越慢，因此，降低玻璃液的黏度，就有利气泡的排除。
为了加快玻璃的澄清左右，除了在配合料中加入某些澄清剂外，一般都采取提高玻璃液的温度的措施。
（4）玻璃液的均化
玻璃液长时间处在高温状态下，使它各部分的化学组成趋于相同。
由于玻璃中各组分扩散的结果，玻璃液中的条纹就会消失，而玻璃液就会变的均匀一致了。
这种均匀性往往是以玻璃液各部分的折射率是否相同来表征的。
大多数玻璃的这个阶段是在温度稍低于澄清阶段的温度是完成的。
加快玻璃液均化的方法，一是提高玻璃液的温度，用以加强分子的扩散运动，降低玻璃液的黏度；二是对玻璃液进行搅拌。
（5）玻璃的冷却
在高温区进行澄清和均化后的玻璃液温度很高，流动性过大，不适合于玻璃的形成操作，需要将它进行冷却，逐步降低玻璃的温度，使玻璃液的黏度增加到适合于成型的需要。
玻璃液温度降低的数值，随着玻璃的成分和成型方法的不同而变化，通常是比最高温度是降低了200-300度，使玻璃液的黏度达到成形式所需要的数值。