玻璃腐蚀
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一种液相的状态下烧结。）中的溶解和在沉淀。 ❖ 在玻璃产品制造中熔融玻璃各种原料的溶解。
结论
❖ 世界上的任何事物都是矛盾的统一体。
一定条件
好
坏
玻璃的侵蚀机理
水对硅酸盐玻璃的腐蚀
酸对玻璃的侵蚀 碱对玻璃的侵蚀 大气对玻璃的侵蚀 玻璃的生物发霉
一、玻璃腐蚀的现象
❖ 普通的窗玻璃在长期承受大气和雨水的侵蚀下，玻璃 表面失去光泽，使玻璃变为晦暗，并在表面上出现油 脂状薄膜、斑点等受侵蚀的痕迹；
十年来出现的各种功能陶瓷的腐蚀问题作了较多 讨论。
结论：这本书比较难！
❖ 可供从事腐蚀、陶瓷、玻璃、化学、材料 、维护和金属工程师、耐火材料专业人员 学习参考，也可作为有关专业大学高年级 学生和研究生的教学参考书使用
无机非金属材料腐蚀的危害的确挺大的
❖ 对单一窑炉进行一次修理，费用总计多达一千美元
❖ 光学仪器的各类透镜在使用过程中，因受周围介质的 作用，使光学零件蒙上“雾”状膜、聚滴薄膜或白斑 等，影响透光性和成象质量，严重时将造成报废；
❖ 化学仪器因玻璃受侵蚀而影响分析、化验结果； ❖ 对于安瓿瓶、盐水瓶，在蒸压灭菌及各种气候条件下
长期与药液接触，玻璃就会溶解于药液中，甚至出现 脱片现象。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 但许多实验证明，Na+离子和H 2 O分子在凝胶层中的 扩散速度比在未被侵蚀的玻璃中要快得多。？？？
原因： （1）由于Na+离子被H+离子代替，H+离子半径远小于Na+离子半径，从而使 结构变得疏松； （2）由于H 2 O分子破坏了网络，也有利于扩散。因此，硅酸凝胶薄膜并不 会使扩散变慢。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
结构图（next page）
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 水对不同成分的玻璃侵蚀情况不同。硅酸盐玻璃在水中 的溶解过程比较复杂，水对玻璃的侵蚀开始于水中的 H+离子和玻璃中的Na+离子进行离子交换，其反应为：
产物硅酸钠其电离度 低于NaOH的电离度。 促使（2）式进行。这 三个反应互为因果，循 环进行，而总的反应速 度取决于离子交换反应 式（1），因为它控制着 和NaOH 的生成速度
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 除氢氟酸外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，而是通过 水对玻璃起侵蚀作用。酸的浓度大意味着其中水的含量低 ，因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。
❖ 然而酸对玻璃的作用又与水对玻璃的作用有所不同。首先 ，在酸中H+离子浓度比水中的H+离子浓度大，所以H+与 Na+的离子交换速度在酸中比在水中快，即在酸中反应式 （1）有较快的速度，从而增加了玻璃的失重；其次在酸 中由于溶液的pH值降低，从而使Si(OH)4的溶解度减小， 也即减慢了式（3）的反应速度，从而减少了玻璃的失重 。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 另外H 2 O分子（区别于 H+离子）也能与硅氧骨 架直接起反应：
❖ 随着这一水化反应继续 ，Si 原子周围原有的四 个桥氧全部成为OH， 。
反应产物Si(OH)4 是一种极性分子,它能 使周围的水分子极化,而定向地附着在自 己周围 ，成为Si(OH)4·nH 2 O，这是一个 高度分散的SiO2 —H 2 O系统，通常称为 硅酸凝胶，除有一部分溶于水溶液外，大 部分附着在玻璃表面，形成一层薄膜。它 具有较强的抗水和抗酸能力，因此，有 人称之为“硅胶保护膜 ”,并认为保护膜层的 存在，使Na+和H+的离子扩散受到阻挡， 离子交换反应速度越来越慢，以致停止。
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 除氢氟酸外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，而是通 过水对玻璃起侵蚀作用。酸的浓度大意味着其中水的含 量低，因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。
❖然而酸对玻璃的作用又与水对玻璃的作 用有所不同。首先，在酸中H+离子浓度比 水中的H+离子浓度大，所以H+与Na+的离
子交换速度在酸中比在水中快，即在酸中 反应式（1）有较快的速度，从而增加了 玻璃的失重；其次在酸中由于溶液的pH值 降低，从而使Si(OH)4的溶解度减小，也 即减慢了式（3）的反应速度，从而减少 了玻璃的失重。
选那本教材？
VS
其实就是无机非 金属材料的腐蚀
《陶瓷腐蚀》内容简介
❖ 讨论了气体、液体、固体对晶体和玻璃体陶瓷材 料的腐蚀；
❖ 介绍了减缓腐蚀、延长陶瓷使用寿命的技术； ❖ 归纳了美国材料试验协会有关评价腐蚀的试验方
法和陶瓷腐蚀的各种机理模型； ❖ 广泛联系陶瓷因素对陶瓷力学性能的影响； ❖ 研究了试验条件对陶瓷腐蚀分析的影响，并对近
材料费 折旧费 建设费 停产损失费 清理费 保险裁定和律师费
❖ 年工业损失十亿美元损失的估计似乎是合理的！
外国人真会算账
有些情况下的腐蚀是有益的
❖ 用侵蚀来制备显微镜观察试样。 ❖ 用化学抛光来获得平整、光滑的表面。 ❖ 选择性地侵蚀掉在相分离的硼硅酸盐玻璃中的富纳
和富硼相，从而产生一个高硅含量的玻璃。 ❖ 液相烧结（至少具有两种组分的粉末或压坯在形成
结论
❖对于Na2 O—SiO2 系统的玻璃，则在水中的溶解 将长期继续下去，直到Na+离子几乎全部被侵蚀 出为止。但在含有RO、R2O3 、RO2 等三组分或 多组分系统玻璃中，由于第三、第四等组分的存 在，对Na+离子的扩散有巨大影响。它们通常能 阻挡Na+离子的扩散，且随Na+离子相对浓度（相 对于R2+、R3+、R4+的含量）的降低，则所受阻挡 越大，扩散越来越慢，以至几乎停止。
❖ 进一步侵蚀之所以变慢以至停顿的原因是什么
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
由于在薄膜内的一定厚度中， Na+离子已很缺乏（见图61），而且随着Na+离子含量 的降低，其他成分如R2+ （碱土金属或其他二价金属 离子）的含量相对上升，这 些二价阳离子对Na+离子的 “抑制效应”（阻挡作用） 加强，因而使H+与Na+离子 交换缓慢，在玻璃表面层中， 反应式（1）几乎不能继续 进行，从而使反应式（2）、 （3）相继停止，结果使玻 璃在水中的溶解量几乎不再 增加水对玻璃的侵蚀也就停 止了。
到底增加还 是减少失重
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 当玻璃中R 2 O含量较高时，前一种效果是主要的，即为 增加玻璃的失重；
结论
❖ 世界上的任何事物都是矛盾的统一体。
一定条件
好
坏
玻璃的侵蚀机理
水对硅酸盐玻璃的腐蚀
酸对玻璃的侵蚀 碱对玻璃的侵蚀 大气对玻璃的侵蚀 玻璃的生物发霉
一、玻璃腐蚀的现象
❖ 普通的窗玻璃在长期承受大气和雨水的侵蚀下，玻璃 表面失去光泽，使玻璃变为晦暗，并在表面上出现油 脂状薄膜、斑点等受侵蚀的痕迹；
十年来出现的各种功能陶瓷的腐蚀问题作了较多 讨论。
结论：这本书比较难！
❖ 可供从事腐蚀、陶瓷、玻璃、化学、材料 、维护和金属工程师、耐火材料专业人员 学习参考，也可作为有关专业大学高年级 学生和研究生的教学参考书使用
无机非金属材料腐蚀的危害的确挺大的
❖ 对单一窑炉进行一次修理，费用总计多达一千美元
❖ 光学仪器的各类透镜在使用过程中，因受周围介质的 作用，使光学零件蒙上“雾”状膜、聚滴薄膜或白斑 等，影响透光性和成象质量，严重时将造成报废；
❖ 化学仪器因玻璃受侵蚀而影响分析、化验结果； ❖ 对于安瓿瓶、盐水瓶，在蒸压灭菌及各种气候条件下
长期与药液接触，玻璃就会溶解于药液中，甚至出现 脱片现象。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 但许多实验证明，Na+离子和H 2 O分子在凝胶层中的 扩散速度比在未被侵蚀的玻璃中要快得多。？？？
原因： （1）由于Na+离子被H+离子代替，H+离子半径远小于Na+离子半径，从而使 结构变得疏松； （2）由于H 2 O分子破坏了网络，也有利于扩散。因此，硅酸凝胶薄膜并不 会使扩散变慢。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
结构图（next page）
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 水对不同成分的玻璃侵蚀情况不同。硅酸盐玻璃在水中 的溶解过程比较复杂，水对玻璃的侵蚀开始于水中的 H+离子和玻璃中的Na+离子进行离子交换，其反应为：
产物硅酸钠其电离度 低于NaOH的电离度。 促使（2）式进行。这 三个反应互为因果，循 环进行，而总的反应速 度取决于离子交换反应 式（1），因为它控制着 和NaOH 的生成速度
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 除氢氟酸外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，而是通过 水对玻璃起侵蚀作用。酸的浓度大意味着其中水的含量低 ，因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。
❖ 然而酸对玻璃的作用又与水对玻璃的作用有所不同。首先 ，在酸中H+离子浓度比水中的H+离子浓度大，所以H+与 Na+的离子交换速度在酸中比在水中快，即在酸中反应式 （1）有较快的速度，从而增加了玻璃的失重；其次在酸 中由于溶液的pH值降低，从而使Si(OH)4的溶解度减小， 也即减慢了式（3）的反应速度，从而减少了玻璃的失重 。
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
❖ 另外H 2 O分子（区别于 H+离子）也能与硅氧骨 架直接起反应：
❖ 随着这一水化反应继续 ，Si 原子周围原有的四 个桥氧全部成为OH， 。
反应产物Si(OH)4 是一种极性分子,它能 使周围的水分子极化,而定向地附着在自 己周围 ，成为Si(OH)4·nH 2 O，这是一个 高度分散的SiO2 —H 2 O系统，通常称为 硅酸凝胶，除有一部分溶于水溶液外，大 部分附着在玻璃表面，形成一层薄膜。它 具有较强的抗水和抗酸能力，因此，有 人称之为“硅胶保护膜 ”,并认为保护膜层的 存在，使Na+和H+的离子扩散受到阻挡， 离子交换反应速度越来越慢，以致停止。
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 除氢氟酸外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，而是通 过水对玻璃起侵蚀作用。酸的浓度大意味着其中水的含 量低，因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。
❖然而酸对玻璃的作用又与水对玻璃的作 用有所不同。首先，在酸中H+离子浓度比 水中的H+离子浓度大，所以H+与Na+的离
子交换速度在酸中比在水中快，即在酸中 反应式（1）有较快的速度，从而增加了 玻璃的失重；其次在酸中由于溶液的pH值 降低，从而使Si(OH)4的溶解度减小，也 即减慢了式（3）的反应速度，从而减少 了玻璃的失重。
选那本教材？
VS
其实就是无机非 金属材料的腐蚀
《陶瓷腐蚀》内容简介
❖ 讨论了气体、液体、固体对晶体和玻璃体陶瓷材 料的腐蚀；
❖ 介绍了减缓腐蚀、延长陶瓷使用寿命的技术； ❖ 归纳了美国材料试验协会有关评价腐蚀的试验方
法和陶瓷腐蚀的各种机理模型； ❖ 广泛联系陶瓷因素对陶瓷力学性能的影响； ❖ 研究了试验条件对陶瓷腐蚀分析的影响，并对近
材料费 折旧费 建设费 停产损失费 清理费 保险裁定和律师费
❖ 年工业损失十亿美元损失的估计似乎是合理的！
外国人真会算账
有些情况下的腐蚀是有益的
❖ 用侵蚀来制备显微镜观察试样。 ❖ 用化学抛光来获得平整、光滑的表面。 ❖ 选择性地侵蚀掉在相分离的硼硅酸盐玻璃中的富纳
和富硼相，从而产生一个高硅含量的玻璃。 ❖ 液相烧结（至少具有两种组分的粉末或压坯在形成
结论
❖对于Na2 O—SiO2 系统的玻璃，则在水中的溶解 将长期继续下去，直到Na+离子几乎全部被侵蚀 出为止。但在含有RO、R2O3 、RO2 等三组分或 多组分系统玻璃中，由于第三、第四等组分的存 在，对Na+离子的扩散有巨大影响。它们通常能 阻挡Na+离子的扩散，且随Na+离子相对浓度（相 对于R2+、R3+、R4+的含量）的降低，则所受阻挡 越大，扩散越来越慢，以至几乎停止。
❖ 进一步侵蚀之所以变慢以至停顿的原因是什么
一、水对硅酸盐玻璃的腐蚀
由于在薄膜内的一定厚度中， Na+离子已很缺乏（见图61），而且随着Na+离子含量 的降低，其他成分如R2+ （碱土金属或其他二价金属 离子）的含量相对上升，这 些二价阳离子对Na+离子的 “抑制效应”（阻挡作用） 加强，因而使H+与Na+离子 交换缓慢，在玻璃表面层中， 反应式（1）几乎不能继续 进行，从而使反应式（2）、 （3）相继停止，结果使玻 璃在水中的溶解量几乎不再 增加水对玻璃的侵蚀也就停 止了。
到底增加还 是减少失重
二、酸对玻璃的侵蚀
❖ 当玻璃中R 2 O含量较高时，前一种效果是主要的，即为 增加玻璃的失重；