玻璃工艺学第一章玻璃的物理化学特性

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玻璃的物理化学特性

玻璃的物理化学特性
混合碱效应:熔体中同时引入一种以上R2O或
RO时,粘度比等量的一种R2O或RO高。 与离子半径、配位等结晶化学条件不同而相 互制约有关。
(7)离子极化:粘度↓
极化使离子变形,共价键成分增加,减弱Si-O键力。温度 一定时,引入等量的具有18电子层结构的二价副族元素离子 Zn2+、Cd2+、Pb2+等较引入含8电子层结构的碱土金属离子更 能降低系统的粘度,即当粘度一定时,系统对应温度更低。 η=1012Pa·s时18Na2O·12RO·70SiO2玻璃对应温度
第四周期 第五周期 第六周期
8电子结构 T(℃) 18电子结构 T(℃) CaO 533 ZnO 513 SrO 511 CdO 487 BaO 482 PbO 422
(8)其它化合物
CaF2:熔体粘度↓↓ F-半径与O2-相近,较易发生取代,但F-只有一 价,破坏原网络后难以形成新网络,粘度大大下降。 稀土氧化物(氧化镧、氧化铈等)、氯化物、硫 酸盐:粘度↓。 【总结】某种化合物对粘度的影响既取决于化合物 本性,也取决于原基础熔体组成。
某一硼硅酸盐熔体中聚合物的分布随温度的变化
2 熔体的性质
一、粘度 粘度的含义、粘度与温度的关系、粘度与 组成的关系 二、表面张力 表面张力的含义、表面张力与温度的关 系、表面张力与组成的关系
一、粘度 粘度:流体(液体或气体)抵抗流动的度量。 当液体流动时: F=ηS dv/dx 式中 F―两层液体间的内摩擦力; S―两层液体间的接触面积; dv/dx―垂直流动方向的速度梯度; η―比例系数,称为粘滞系数,简称粘度。
几种金属固、液态时的热容值
物 质 名 称 液体热容(J/mol) 固体热容(J/mol) Pb 28.47 27.30 Cu 31.40 31.11 Sb 29.94 29.81 Mn 46.06 46.47

玻璃生产工艺过程,玻璃的成分与特性

玻璃生产工艺过程,玻璃的成分与特性

玻璃生产工艺过程| 玻璃的成分与特性什么是玻璃?玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。

它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。

普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。

广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。

另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。

有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。

玻璃生产工艺过程:1、原料破碎:将上述原料破碎成粉;2、称量:按计划配料单称取一定量的各种粉料;3、混合:将称好的粉料混合、搅拌成配合料(有色玻璃同时加入着色剂);4、熔化:将配合料送入玻璃熔窑,在1700度下熔化成玻璃液,生成的物质不是晶体,而是一种无定型的玻璃态物质;5、成型:将玻璃液用相应的成型装置制成平板玻璃、瓶罐、器皿、灯泡、玻璃管、荧光屏......6、退火:将成型的各种玻璃制品送入退火窑进行退火,平衡应力,防止自破自裂。

7、检验,包装。

玻璃的成分:玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。

非氧化物玻璃品种和数量很少,主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。

硫系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等,可截止短波长光线而通过黄、红光,以及近、远红外光,其电阻低,具有开关与记忆特性。

卤化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光学玻璃。

氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。

硅酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃,其品种多,用途广。

通常按玻璃中SiO2以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量,又分为:①石英玻璃。

SiO2含量大于99.5%,热膨胀系数低,耐高温,化学稳定性好,透紫外光和红外光,熔制温度高、粘度大,成型较难。

玻璃工艺学复习资料

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

玻璃工艺学玻璃的物理化学特性
结束
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,

玻璃化学知识点总结

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。

《玻璃工艺学》笔记DOC

《玻璃工艺学》笔记DOC

第一章玻璃的结构与性质第一节玻璃的定义与通性一、玻璃外观:即不同于液体,也不同于固体,透明或半透明,断裂时呈贝壳状。

结构:以硅酸盐为主要成分的无定形物质。

性质:冷却时不析晶,凝固时又硬又脆.狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质。

广义:呈现玻璃转变现象的非晶态固体。

【玻璃的定义】玻璃是由熔体过冷所得,随着粘度逐渐增大而固化,具有较大脆性和硬度. 宏观性能类似于固体,微观结构上具有近程有序,远程无序的无定形物质。

结构特征:局部原子具有类似于晶体的有序排列,宏观上原子排列类似于液体无序.即“近程有序,远程无序”二、玻璃的通性1.各向同性2.介稳性3.无固定的熔点4.从熔融态向玻璃态转化时物化性质随温度变化的连续性与可逆性5.物理、化学性质随成分变化的连续性第二节玻璃结构:离子或原子在空间的几何配置以及它们在玻璃中形成的结构形成体一.玻璃结构学说(一)晶子学说1.理论依据:兰德尔1930年提出微晶学说,微晶和无定形两部分组成,有明显的界限。

列别捷夫玻璃在520℃退火时,玻璃折射率变化反常,在500℃之前呈线性分布,在520~ 590之间,突然变小,因为石英在573℃的晶型转变,故推断玻璃中存在高分散石英微晶(晶子)聚集体.2.观点硅酸盐玻璃的结构是由各种不同的硅酸盐和SiO2的微晶体(晶子)所组成的。

晶子是带有晶格极度变形的有序区域,不具有正常晶格构造。

晶子分散在无定形介质中,过渡是逐渐完成的,无明显界线。

3.意义:第一次提出玻璃中存在微不均匀性和近程有序性。

(二)无规则网络学说1.理论依据1932,查哈里阿森硅胶中存在1~10nm的不连续颗粒,图谱中有明显小角散射.玻璃中均匀分布,故结构是连续的、非周期性的.方石英具有清晰的、周期性的衍射峰,说明晶体排列有周期性的.衍射带中主峰位置一致,说明结构单元一致[SiO4],石英玻璃与方石英中的原子间距相等.计算得知玻璃中Si-O间距1.62A,而方石英中为1.60A.2.基本观点:成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络组成,这种网络由离子多面体(四面体或三角体)构筑而成,晶体结构网由多面体无数次有规则、重复构成,而玻璃体结构中多面体缺乏对称性和周期性的重复。

玻璃工艺知识

玻璃工艺知识

熔融温度、韧性、化学稳定性、机械 强度、增加粘度。
硬度、化学稳定性、机械强度、析晶 性能及退火温度、增加粘度。
氧化镁 氧化钡
MgO BaO
析晶性能、韧性、抗 水性。
能增加耐热性、化学稳定性 、退火温度、机械强度。
熔融温度、化学稳定 性。 热膨胀系数
增加比重、光泽、析射率、 析晶性能。
热稳定性、化学稳定性、熔 融温度、光泽、析射率。
1.3.3玻璃的密度
一般玻璃的密度是2.5克/厘米3左右,随着温度的升 高,玻璃的密度随之下降,一般钢化玻璃的的密度 比正常退火玻璃的密度低。 玻璃密度是一个比较敏感的性质,只要成分上发生 微小的变化,密度就会立即反应出来,所以密度是 测量配料准确不准确的一个重要参数。
玻璃的密度=1/100ΣXiPi
1.3.7玻璃的化学稳定性
即玻璃抵抗水、大气及化学试剂等抗侵蚀破
坏的能力(有耐水性、耐酸性、耐碱性)。 如玻璃的吐碱、发霉等都是稳定性较差的表 现。SiO2含量大稳定性高、当K2O与Na2O为1: 1时稳定性最好、但当单价离子含量增加时稳 定性下降,用CaO、MgO、AI2O3、BaO等置换部 分Na2O会使稳定性提高。当AI2O3:Na2O为大 于1:8时化学稳定性将提高。
1.3.5玻璃的硬度与脆性
硬度可以理解为固体材料抵抗另一种固体侵入其内部而不产 生残余形变的能力,一般玻璃的硬度为5-7(莫氏硬度)。 脆性是指当负荷超过玻璃的极限强度时不产生明显塑性变形 而立即破裂的性质,通常用破坏时的冲击强度来表示。 经过热处理的产品硬度变小,碱金属氧化物含量增加则硬度 降低。 同样热处理(淬火)对脆性影响也比较大,让脆性变小;增 加Li2O、MgO能使脆性变小。
氧化锌
Zn倾向、退火温度、韧 性。

玻璃工艺学第一章

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。

玻璃工艺学思考题

玻璃工艺学思考题

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。

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。

玻璃工艺学课件(3篇)

玻璃工艺学课件(3篇)

第1篇一、课程概述玻璃工艺学是一门研究玻璃材料的生产、加工和应用技术的学科。

它涉及玻璃的物理、化学、力学以及加工工艺等多个方面。

本课件旨在介绍玻璃的基本原理、生产工艺、加工技术以及应用领域,为学生提供系统的玻璃工艺学知识。

二、课程内容第一部分:玻璃的基本原理1. 玻璃的定义与分类- 定义:玻璃是一种非晶态固体,由熔融的硅酸盐、氧化物或金属氧化物冷却固化而成。

- 分类:按成分分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等;按用途分为建筑玻璃、光学玻璃、器皿玻璃等。

2. 玻璃的物理性质- 热稳定性:玻璃具有较好的热稳定性,但温差过大时易破裂。

- 透明度:玻璃具有较高的透明度,但颜色、成分等因素会影响其透明度。

- 机械强度:玻璃的机械强度较低,但通过加工可提高其强度。

3. 玻璃的化学性质- 化学稳定性:玻璃具有良好的化学稳定性,不易与酸、碱反应。

- 玻璃的腐蚀:玻璃在特定条件下会被腐蚀,如硫酸、硝酸等。

第二部分:玻璃的生产工艺1. 玻璃的原料- 硅砂:提供硅元素,是玻璃生产的主要原料。

- 石灰石:提供钙元素,用于降低玻璃的熔点。

- 长石:提供铝、钠、钾等元素,调节玻璃的性质。

2. 玻璃的生产过程- 熔制:将原料在高温下熔融,形成玻璃液。

- 熔化:将玻璃液在高温下加热,使其达到熔融状态。

- 拉制:将熔融的玻璃液拉成细长的玻璃棒。

- 烧结:将玻璃棒在高温下烧结,形成玻璃板。

3. 玻璃的冷却- 快速冷却:通过水冷或风冷,使玻璃迅速固化,减少内应力。

- 缓慢冷却:通过自然冷却或缓慢加热,使玻璃均匀冷却,减少内应力。

第三部分:玻璃的加工技术1. 切割- 机械切割:使用切割机将玻璃切割成所需尺寸。

- 热切割:使用火焰或激光将玻璃切割成所需尺寸。

2. 磨光- 机械化磨光:使用磨光机将玻璃表面磨光。

- 手工磨光:使用砂轮、磨棒等工具手工磨光。

3. 抛光- 机械化抛光:使用抛光机将玻璃表面抛光。

- 手工抛光:使用抛光布、抛光膏等工具手工抛光。

玻璃学

玻璃学

第一章绪论1. 玻璃的含义:狭义的玻璃定义为:在熔融时能形成连续网状结构的氧化物。

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。

广义的玻璃定义为:玻璃是一类非晶态材料。

2. 玻璃的结构特征:玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体,其原子不相晶体那样在空间作长程有序的排列,而是近似于液体那样短程有序。

玻璃作为一种固体可以保持一定的外形,而不像液体那样能在本身的重力作用下流动。

3.玻璃的性质:任何固态物质都可能已两种不同的形式存在,即结晶态和无定形态。

由熔融的液态冷却形成的无定形称玻璃态。

玻璃态与结晶态不同,它的质点的排列仅在短距离内呈现规则性,超过一定距离,排列的规则性便逐渐消失而成为无规则性,因此,玻璃具有各向同性,即玻璃态在不同方向上具有相同的性质。

玻璃态物质具有较高的内能,是一种介稳状态,在一定条件下可自动结晶,析出微小晶体。

结晶过程总是放热的。

玻璃从熔融状态转变为刚性体的过程是连续可逆的。

玻璃熔体冷却成固体的过程中,其黏度连续变化并急剧增大,完全不同于液体结晶或晶体熔化时的黏度突变。

玻璃的黏度特征决定了玻璃从典型的液体状态冷却成刚性体状态时有一个黏度范围。

不同种类玻璃的这个温度范围对所对应温度的高低可由她们在退火点和软化点时的温度判定。

玻璃的质点粘滞移动使其结构和物理化学性能与温度的关系出现非线性的复杂变化。

不同的元素对玻璃物理化学性质包括黏度有不同的影响。

硅-氧键结合力很强,黏度很大;钠、钙、硼、磷等与氧的结合力较弱,掺入玻璃中会降低黏度。

玻璃的物理和化学性质在很大程度上决定于玻璃的化学组成,随成分的改变而改变,且其性质的改变基本上是连续的。

3.1 力学性质:常温下玻璃是刚性体,硬度高。

其中,微晶玻璃的硬度特别高,即在玻璃基体中析出细小微晶。

普通玻璃中,石英玻璃和硼硅酸盐玻璃的硬度最大,含碱性氧化物的玻璃硬度较小,高铅硅酸盐玻璃硬度最小。

玻璃具有脆性,耐压强度高而抗张强度低。

玻璃工艺学

玻璃工艺学

硼氧反常:纯B2O3玻璃中加入Na2O ,各种物理性质出现极值的现象。

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。

玻璃:玻璃是一种具有无规则结构的非晶固体,其原子不象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长程无序的排列。

积聚作用:和非桥氧发生结合中与多余电荷的作用解聚作用:提供多余的氧原子,使原有的桥氧变成非桥氧,使硅氧网络发生断裂网络外体氧化物:不能单独生成玻璃,不参加网络体,处于网络之外。

若是“游离氧”的提供者,起断网作用;若是断键的积聚者,起积聚作用。

网络生成体氧化物:能单独生成玻璃,在玻璃中能形成各自特有的网络体系。

起骨架作用。

网络中间体氧化物:不能单独生成玻璃,作用介于网络生成体氧化物与网络外体氧化物之间。

当配位数≥6时,处于网络之外,作用与网络外体氧化物相似;当配位数为4时,能参加网络,起补网作用。

玻璃的热历史:指玻璃从高温液态冷却,通过转变温区和退火温区的经历。

玻璃的通性:1.各向同性2.亚稳性3.无固定熔点4.性质变化的连续性5.性质变化的可逆性为什么有亚稳性?1.玻璃由熔体急剧冷却得到,由于冷却速度快,粘度急剧增大,质点来不及作有规则的排列。

系统内能不是处于最低值,而是处于亚稳态。

(热力学观点看,玻璃态不稳定)2.常温下,玻璃粘度远远大于析晶粘度,玻璃析晶必须克服很大的析晶势垒,玻璃结晶速度非常小,即析晶可能性很小,因此常温下玻璃能够稳定存在。

(动力学观点看,玻璃态稳定)为什么无固定熔点?1.物质由熔体向固态玻璃转变时,随着温度降低,熔体的粘度逐渐增大,最后形成固态玻璃,此凝固过程中,相应温度变化范围宽。

2.在此温度变化范围内,始终没有结晶,即没有新晶相形成而产生突变,形成熔点。

玻璃的结构:指玻璃中质点在空间的几何配置、有序程度及它们彼此间的结合状态。

主要的玻璃结构学说:晶子学说、无规则网络学说、凝胶学说、五角对称学说、高分子学说一.晶子学说: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。

普通硅酸盐工艺学

普通硅酸盐工艺学
中国现代玻璃:中国玻璃制造形成大工业生产是在20世纪中 期中华人民共和国成立以后。到1949年,中国仅此3家设备 陈旧、年产量不足100万标准箱的平板玻璃厂 。 中国在70年代也开始在洛阳玻璃厂自行探索 浮法平板玻璃的 生产工艺.并获得成功。
玻璃自问世以来,在长达数千年的历史进程中一直在变
化、发展着,从而达到今天这个状况:
4、交形点——相当于粘度为1010--1011帕· 秒的温度范围。
5、软化温度(Tf)——它与玻璃的密度和表面张力有关。相当 于3×106-1.5×107帕· 秒之间的温度。密度为2.5左右的玻璃相 当于粘度为10 6.6帕· 秒时的温度
6、操作范围——相当于成型玻璃表面的温度范围。T上限指准 备成形操作的温度,相当于粘度为102-103帕秒(103—104泊)的 温度。T下限指相当于成形时能保特制品形状的温度,相当于 粘度> 105帕秒的温度。操作范围的粘度一般为103-10 6.6帕秒。
二、介稳性 三、无固定熔点
四、性质变化的连续性与可逆性
硅酸盐工艺学
第二节 玻璃结构的假说
一、玻璃的结构 1晶子学说:强调玻璃的近程有序性。
2无规则网络学说:玻璃结构的连续性、
统计均匀性和无序性。
玻璃结构的特点:短程有序,长程无序。
第三节 玻璃的粘度
一、粘度的定义
指面积为S的两平行液层,以一定的速度梯度
硅酸盐工艺学
二、影响表面张力的因素
1. 组成:各种氧化物对玻璃的表面张力有不同的影响 如Al2O3 、CaO、MgO能提高表面张力。K2O、 PbO、B2O3、Sb2O3 等如加入量较大,则能大大降低 表面张力。Cr2O3 、V2O3 用量不多时也能降低表面张 力。硫酸盐如芒硝,氯化物如NaCl等都能显著地降低 玻璃的表面张力,因此,这些化合物的加入,均有利 于玻璃的澄清和均化。

玻璃工艺学第1章

玻璃工艺学第1章

三、P2O5玻璃 1.结构特征 (1)结构单元 [PO4] P-O-P键角140° (2) [PO4] 中有一个带双键的氧,是结构的不对称 中心 (3)层状结构,层间为范德华力 2. P2O5玻璃性质 粘度小、吸湿性强、化稳性差 无实用价值 P
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Si原子SP3杂化后与 O原子SP杂化后键合 Si-O-Si键含
(2)硅氧四面体特性 Si原子四个杂化轨道与四面体构型一致 • 四个Si-O键中键成分相同 • Si-O键是极性共价键 (52%) • Si-O-Si键角120°~ 180° Si-Si距离可变(结构无序原因) • 无极性 • 键强较大 (106千卡/摩尔) • 四面体间以顶角相连
(六)硅酸盐玻璃结构 一、碱硅酸盐系统 1.结构 (1)多种阴离子团共存 (2)R+处于网络空隙,平衡电荷
2.性质 较石英玻璃变差(结构完整性、对称性被破坏) 无实用价值 二、钠钙硅系统 性质比碱硅系统明显变好。
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Ca2+的积聚作用使网络加强
第一章
玻璃结构与组成
(一)玻璃态物质的特性 (property) 1.各向同性(isotropy)
质点无序排列而呈统计均匀结构的外在表现
2.亚稳性(metastability)
所有玻璃都有析晶倾向
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3.无固定熔点(unfixed melting point) 4.可逆性(reversibility)

玻璃工艺学

玻璃工艺学

玻璃制品的生产-平板玻璃
能满足上述要求的金属有镓、铟、锡三种。其中锡的价 格便宜,高温下与玻璃反应最小,没有毒性,因而被选 作浮抛介质。纯净的锡液基本不会污染玻璃,玻璃同锡 液相互不浸润。一般锡液的纯度要求在99.9%以上。
引入三氧化二硼的原料有硼酸、硼砂、含 硼矿物。 硼反常现象 引入氧化铝的原料有长石、粘土、蜡石、 氧化铝、氢氧化铝等。 引入P2O5的原料有磷酸铝,磷酸钠,磷酸 二氢铵,磷酸钙,骨灰等。
引入Na2O的氧化物有纯碱、芒硝、氢氧 化钠、硝酸钠等 引入氧化钾的原料有钾碱、硝酸钾 引入锂的原料为碳酸锂和含锂矿物 CaO是通过方解石、石灰石、白垩、沉淀 碳酸钙等原料引进的。 引入氧化镁的原料有白云石,菱镁矿 引入氧化钡的原料有硫酸钡、碳酸钡
辅助原料有澄清剂、着色剂、脱色剂、乳 浊剂、助溶剂、氧化还原剂 用量少,必要 除了主要原料和辅助原料外,玻璃配料中 还需要碎玻璃,它可以加速玻璃的熔制过 程,降低玻璃熔制过程的热量消耗,降低 玻璃生产成本。
玻璃工艺学基础-玻璃体的缺陷
玻璃体缺陷主要有气泡、结石、条纹和节 瘤 三线小玻璃中常见。
玻璃的着色和脱色
玻璃脱色也就是除铁,在玻璃生产中,由 于种种原因总会有少量的铁进入到玻璃熔 体中,使玻璃产生不良的黄绿色,降低了 玻璃的同名度和白度,影响玻璃品质,因 此必须对玻璃进行脱色。
颜色的表示方法
人眼----红锥、绿锥、蓝锥 CIE系统 R、G、B三色系统 XYZ系统 X-Y颜色图
玻璃的光学性质-反射
当光透射到玻璃时,一般产生反射、透过 和吸收。 从玻璃表面反射出去的光强与入射光强之 比称为反射率 当入射叫为90°时,
R=(n-1/n+1)2 n为玻璃的折射率 n=C/V C、V分别是光在真空和玻璃中的传播速度

硅酸盐工艺学(玻璃)

硅酸盐工艺学(玻璃)



O/Si比较大, R2O含量高,半径小的碱金属离子粘度大
——四面体接近岛状结构,碱金属离子起积聚作用
16

O/Si比较小, R2O含量低,半径小的碱金属离子粘度小
——半径小的离子极化作用强,削弱Si-O键 碱土金属氧化物与R2O类似,可降低粘度(高温断键作用)



碱土金属氧化物低温下增加粘度(低温积聚作用)

度越高
存在硼反常和铝反常 基本规律
SiO2>B2O3>(MgO、ZnO、BaO)>Al2O3>Fe2O3>K2O>Na2O>PbO
31
② 玻璃的脆性

概念:负荷超过极限强度,玻璃立即破裂的特性 ——破坏时内部质点不能产生相应流动,松弛速度 慢是脆性的主要原因 影响因素 均匀淬火玻璃低于退火玻璃
V ρ m
m:取决于构成玻璃的原子的质量 v:原子的堆积紧密程度和配位数 (2)密度的主要影响因素 ① 化学组成

RO、R2O,R离子半径↑,密度↑——m增大

R(Li+、Mg2+)离子半径小,填充网络空隙,提高紧密度
——V不变,m增大
22
R(K+、Ba2+、La)离子半径大,进入网络间隙,降低紧密度 ——m增大占主导作用 氧化物配位数变化→网络紧密度变化→玻璃密度变化 网络形成体越紧密,密度增大:[BO3]→[BO4]、V减小
积聚作用或参与网络ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8
无规则网络学说强调玻璃结构的连续性、统计均匀性 及无序性
9
4、玻璃的生产原料
(1)网络形成体 (2)网络改变体 (3)网络中间体
钠钙硅酸盐玻璃:SiO2、Na2O、CaO、MgO、Al2O3
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化而变化。
④离子半径大而电荷小的的氧化物可使硅氧集
团断裂出现,负离子团变小;
⑤硅酸盐熔体中的分相现象是普遍的
3)玻璃结构与熔体结构的关系
①继承性
②结构对应性
Ⅱ熔体结构
熔体冷却时,分子、原子动能减小,聚合形成大 阴离子,熔体粘度增大。 熔体中阴离子基团是低聚合→难于形成玻璃 熔体中阴离子基团是高聚合→易于形成玻璃
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
实验证据: 成分递变的钠硅双组分玻璃的X射线散
射强度曲线 结晶氧化硅和玻璃态氧化硅在3~26m
的波长范围内的红外反射光谱 钠硅双组分玻璃系统的原始玻璃态和析
晶态的红外反射和吸收光谱
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
成功之处:玻璃的结构特征是微均 匀性以及近程有序
未解决的问题:晶子的大小、含量 和化学组成等未得到理论确定
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。
结束
1.2玻璃的形成方法和生成规律
1.2.1玻璃的形成方法
熔体冷却法 液相析出法 气相凝聚法
晶体能量泵入法
结束
1.2.2玻璃的生成规律
1 热力学条件(玻璃的生成的热力学理论)
玻璃的能量 G=H – TS
高温熔体 – TS 起主导作用 G<0
低温玻璃 H 占主导
G>0
玻璃态内能>相应结晶态物质,有析晶倾向
结束
3)玻璃中各种氧化物的作用 碱金属氧化物:Na2O、K2O、Li2O 碱土金属氧化物:CaO、MgO、PbO
三价金属氧化物:Al2O3 四价金属氧化物:TiO2
结束
1.1.5玻璃的热历史
1)玻璃的热历史定义: 玻璃的热历史是指玻璃从高温液态冷却, 通过转变温区和退火温区的经历。
结束
1.1.5玻璃的热历史
结束
发展中的晶子学说和无规则网络学说 无规则网络派:阳离子在玻璃结构网络 中所处的位置不是任意的,而是有一 定配位关系。多面体的排列也有一定 的规律,并且在玻璃中可能不止存在 一种网络。因此承认了玻璃结构的近 程有序和微不均匀性。
晶子学派:玻璃是具有近程有序(晶子) 区域的无定形物质
结束
1.1.3几种常见的玻璃结构 1)硅酸盐玻璃的结构、成因和性质:
如离子-共价键,既有离子键的易变键角、形 成无对称变形的趋势,造成长程无序;又有共 价键的方向、饱和性,不易改变键长、键角倾 向,造成短程有序。
Ⅳ孙光汉单键能理论
键能大,键的破坏、重组也难,成核 位垒高,不易析晶。
键能>335 KJ/mol的氧化物可单独 成玻。
1.2.3各种系统玻璃的生成规律
1一元系统玻璃生成规律 一元系统玻璃生成规律与化合物单键的 键性、键强和熔体结构 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
的玻结璃构的、结相构应、的性性质质不由随此温区度间变保化持的的快温慢度影 所响决定。
结束
3)热历史对密度、粘度、热膨胀的影响 快速越过Tg ~Tf区时,结构疏松,密度较
小;在 Tg ~Tf区停留足够的时间时,结 构致密,密度较大。快冷玻璃的密度相 对与慢冷玻璃容易调整。 快速越过Tg ~Tf区时,粘度较小;在 Tg ~Tf区停留足够的时间时,粘度较大。快 冷玻璃的粘度相对与慢冷玻璃容易调整。
第一章玻璃的物理化学特性
学习要点: 玻璃的结构 玻璃的生成规律 熔体与玻璃体的相变 玻璃的性质的总结
结束
1.1玻璃的结构
讨论的问题: 玻璃的通性 玻璃的结构学说 几种常见的玻璃结构 玻璃的热历史 玻璃结构、成分和性能的关系
结束
1.1.1玻璃的通性
1)玻璃的定义 玻璃是一种具有无规则结构的非
晶固体,其原子不象晶体在空间作长 程有序的排列,而近似于液体具有短 程有序长程无序的排列。
结束
主要的玻璃结构学说是:
晶子学说 无规则网络学说
结束
主要的玻璃结构学说之晶子学说
1) 晶子学说(1921年前苏联学者列别捷 夫提出) 列别捷夫主要论点: 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的区域, 分散在无定形的介质中,从“晶子” 部分到无定形部分是逐步过渡的,两 者之间没有明显的界限。晶子的化学 性质取决于玻璃的化学组成
玻璃的转变区(Tg~ Tf): 玻璃熔体冷却时要通过过渡温度区。在
此区域内玻璃从典型的液体状态,逐渐转变 为具有固体各项性质的物体。
TTgf称称为为软转化化温温度度或或拉脆丝性成温形度温或度退下火限温是度指上 限玻,璃指升玻温璃通从过高转温变液温态区冷时却开通始过出转现变液温体区 时典出型现性脆质性所所对对应应的的温温度度。
结束
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。
实验证据: 瓦伦对玻璃的X射线衍射光谱的一系
列研究结果,石英玻璃、方石英和硅胶 的X射线衍射光谱的对比;用傅立叶分 析法和物质的晶体结构数据得到近距离 内原子排列的图形,从而得到玻璃结构 有序部分距离在1.0~1.2nm附近
结束
主要的玻璃结构学说之无规则网络学说
成功之处:玻璃的结构特征是玻璃中的离子 与多面体相互间排列的均匀性、连续性以及 无序性 未解决的问题:玻璃的结构中微不均匀、不 连续性和近程有序等问题无法解释。
结束
玻璃结构中氧化物的分类举例
网络生成体氧化物:SiO2 、B2O3 、 P2 O5等 网络外体氧化物:R2O、RO等 中间体氧化物:BeO、MgO、 ZnO 、Al2O3、Ga2O3、TiO2等
结束
2)玻璃结构中阳离子作用、配位、键性
网络生成体氧化物(F代表网络生成 阳离子):
能单独生成玻璃,在玻璃中能形成各 自特有的网络体系。起骨架作用
结束
1.1.6玻璃的结构、性能和成分的关系 玻璃性能
玻璃总的提规供律离子:的电玻价、璃大的小 成分玻璃 成分 通过结构结化构学等决规律定性质 结构
热、电、光、机械力、化学介质等
结束
性质的分类:第一类性质和第二类性质
第一二类性质:是属于与可玻以璃依的据成 玻分璃不的是成简分单和 的某加些和特关性系的,加并和可法以则用进离行子推迁算移,过并程由中玻克璃服的 势网垒络的单能独量起来作标用志或的网性络质与。网如络:外电离导子、共电同阻作 粘用度的、性介质电。损如失:、折离射子率扩、散分速子度体和积化、学色稳散定、 性密等度。、玻弹璃性从模熔数融、态扭经变转模变数区、域硬冷度却、时热,膨这胀 些系性数质和一介般电是常随数温等度。的玻变璃化从而熔逐融渐态变经化过的转。变 区域冷却时,这些性质将产生突变。
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,
存在聚合平衡反应
M2[SiO4] +Mn+1 [SinO3n+1] Mn+2[Sin+1O3n+4 ]+MO
②负离子团形状不规则,短程有序
③负离子团的种类、大小随熔体组成及温度变
结束
1.1.1玻璃的通性
2)玻 璃 的 通 性
各向同性 亚稳性 无固定熔点
熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性
熔融态向玻璃态转化时物理、 化学性质随温度变化的连续性
结束
1.1.2玻璃的结构学说
玻璃的结构 玻璃的结构是指玻璃中质点在空 间的几何配置、有序程度及它们 彼此间的结合状态
玻璃的结构学说 晶子学说、无规则网络学说、凝 胶学说、五角对称学说、高分子 学说等。
形成玻璃的热力学条件:玻璃态与晶态的内能差越 小越易形成玻璃
结束
1.2.2玻璃的生成规律 2 动力学条件(玻璃的生成的动力学理论)
玻璃形成与过冷度T、粘度、成核速率Ir、 晶体生长速率u等有关。 熔体冷却速率非常关键
结束
3 熔体结构、键性和键强对生成玻璃的作用 (结晶化学理论)
Ⅰ玻璃体与熔体的结构关系
F–O键是共价、离子混合键,F–O单 键能较大(80千卡)
阳离子F的配位数是3或4,配位多面 体[F O4]或[F O3]一般以顶角相连
结束
网络外体氧化物(M代表网络外体阳离子):
不能单独生成玻璃,不参加网络体,处于网 络之外。若是“游离氧”的提供者(即阳离 子的电场强度较小),起断网作用;若是断 键的积聚者,起积聚作用 M–O键是离子键。阳离子M有两种类型:一 是M–O单键能较小(60千卡),阳离子M 的电场强度小(如碱金属离子、碱土金属离 子等);二是M–O单键能较大(60千卡), 阳离子M的电场强度大(如Th4+、In3+、等) 配位数6
结束
2)玻璃在转变区的结构、性能的变化规律
玻T<璃T在g :转T变g 附区近的,结构为、1性01能2~的1变0化13.规5P律aS:; T温>度T变f :化T 的高快,慢玻对璃玻粘璃度的 结低构;、温性度质变影化响的
快小慢,对结玻构璃组的团结间构有及位相移应的的能性力质,影玻响璃不的大低。
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