玻璃包装材料基础知识概述(ppt 68页)

§3 玻璃的物理性质
第一类：黏度、电导、离子扩散及 化学稳定性等，主要决定于玻璃的 结构的松弛和网络外离子的迁移性， 并对温度和其它外在条件敏感。
第二类：密度、硬度、折射率、弹 性模量、热膨胀系数等。受外界的 影响较小，转变温度以下与温度的 依从关系呈线性关系。
3.1密度
玻璃密度指单位体积玻璃的质 量，国际单位为kg／m3，常采 用g/cm 3为单位。它是表征玻璃 结构的一个重要标志。
我国：介于晶态和液态之间的一种特殊状态， 由熔融体过冷而得，其内能和构形熵高于相应 的晶态，其结构为短程有序长程无序。
组成及分类：
根据组分：元素玻璃、氧化物玻璃、卤 化物玻璃、硫属玻璃，工业生产的主要 是氧化物玻璃。
根据玻璃的形成体氧化物不同：硅酸盐 玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃。由两 种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃， 则以其含量多少来命名。
2.2玻璃的结构
1.石英晶体与石英玻璃的结构
石英是由二氧化硅组成的，它以 两种结构状态，晶体与玻璃存在 于自然界。石英晶体与石英玻璃 的基本单元都是硅氧四面体结构， 形成3度空间发展的网状结构，二 氧化硅又叫网络形成体氧化物。 石英和石英玻璃从结构上看分别 复合晶体和玻璃体的特点。
2.钠钙玻璃结构
4.玻璃的脆性
玻璃的脆性指玻璃受外力作用 时，不产生明显的塑性变形面 破坏的特性。玻璃是典型的高 脆性材料，它没有屈服延升阶 段，在受到冲击时，内部质点 还未做出适应性变位以使应力 松弛就相互分裂了。玻璃脆性 的大小由玻璃的抗冲击强度来 表示，抗冲击强度越大，脆性 越小。淬火玻璃的抗冲击强度 可以比退火玻璃大5～7倍，故 其脆性也大大降低。
3.2力学性能 1. 玻璃的强度：玻璃的强度一般指其
耐压强度和抗张、抗折、抗弯、抗冲 击强度等。由于玻璃脆性大、在工程 实际中，玻璃的断裂强度十分重要。 玻璃的断裂多发生在弹性极限内，塑 性变形很小，故形成断裂面所需能量 比金属和高分子材料小得多。玻璃的 断裂强度一般以作用于断裂点的张应 力值来表示。 影响玻璃强度的主要因素
§1 概述
1.1玻璃的发展简史
4500年以前
美索布达米亚
公元前1500年
埃及
公元前1世纪
叙利亚
公元3世纪
罗马
公元12-15世纪
威尼斯
公元17-18世纪
蒸汽机问世
19世纪中叶
蓄热式池炉
1905年
欧文斯真空吸料全自动制瓶机
1915年
滴料供料机
1925年
行列式制瓶机
1940年
压吹法制造大口瓶
玻璃形成体氧化物： 改变体氧化物： 中间体氧化物：
1.3玻璃包装材料的通性及发展趋向 通性：
玻璃的化学稳定性好，不会与被包装的商品产生化 学反应。
玻璃的阻隔性、卫生性与保存性好。 一般不会变形。 容易用盖密封，开封后仍可再度紧封。 可制成各种各样的容器，可着各种颜色。 原料丰富，价格低廉，可重复使用。
表面状况 温度 周围介质 玻璃的静态疲劳
2.玻璃的弹性
玻璃的弹性参数主要有弹性模 量E、剪切模量G、泊松比μ和 体积压缩模量K，这些参数中， 只有E和μ是独上的，其余参数 可用E 、μ表示：
3.玻璃的硬度
玻璃的硬度指玻璃抵抗其他物体 浸入的能力。它主要取决于其组 分与结构。在硅酸盐玻璃中，以 石英玻璃硬度最高，为(67～ 120)×108Pa，面铅玻璃硬度较 低。玻璃硬度还与温度与热历史 有关。温度升高时硬度下降。淬 火玻璃，由于结构较疏松，硬度 也较低。
缺点是：抗冲击强度不高，容易破碎和密度大增加 了玻璃包装的运输费用，不能承受表面与内部之间 的温度的急剧变化，玻璃生产时，耗能较大。
发展：高强度轻量玻璃。
§2 玻璃的结构
2.1晶体与玻璃 晶体结构：原子、离子或分子的
空间排列是规则有序的。 玻璃体结构：虽然从几个原子的
微观尺寸来看，原子的排列有规 则，但从较长的距离观察时，没 有可重复的周期性，这种结构特 点成为短程有序长程无序结构。
3.硼硅酸盐玻璃
硼硅酸盐玻璃：石英玻璃中引 入大量的三氧化二硼的玻璃。
玻璃的结构与性质取决于氧化 钙和氧化硼的比例，氧化硼有 两种结构：三角形平面结构和 四面体结构。
4.普通玻璃结构
普通玻璃的组成除含有氧化钙、 氧化钠和二氧化硅以外还含有 少量的氧化铝和氧化镁。氧化 铝的引入与氧化硼的引入类似， 氧化镁的作用是调节玻璃的料 性。
基本内容
§4 玻璃的化学稳定性 4.1 玻璃被侵蚀的机理 4.2 玻璃的化学稳定性与组成的关
系 4.3 玻璃化学稳定性的测试
基本内容
§5 熔制玻璃的原料 5.1 玻璃的主要原料 5.2 玻璃的辅助原料 §6玻璃的熔制与成型 6.1 玻璃的熔制 6.2 玻璃容器的成型
基本内容
§7 玻璃容器的退火及表面处理 7.1 玻璃瓶中的应力 7.2 玻璃瓶的退火 7.3 玻璃表面的性质及表面处理 §8 强化玻璃与轻量玻璃容器 8.1 玻璃强化技术 8.2 轻量玻璃容器 §9 陶瓷包装材料 9.1 原料 9.2 制造与成型
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20世纪
机械化自动化智能化
1.2玻璃的定义及分类
定义：两种含义，一是作为一种材料和制品； 二是指物质的一种物理化学状态。
ASTM（美国材料试验学会）定义为：玻璃是 熔融体冷却为固体时，不结晶的无机产物。
前苏联定义为：由过冷熔体制得的无定型物体， 不论其化学成分如何，冷凝范围多大，统称为 玻璃。
《包装材料》第4章
基本内容
§1 概 述 1.1 玻璃发展简史 1.2 玻璃的定义及分类 1.3 玻璃包装材料的通性及发展趋
向 §2. 玻璃的结构 2.1 晶体与玻璃 2.2玻璃的结构
基本内容
§3 玻璃的物理性质 3.1 密度 3.2 硬度 3.3 机械强度 3.4 玻璃的黏度 3.5 玻璃的热性质 3.6 玻璃的光学性质
钠钙玻璃可以看成是向石英玻璃的 网络中引入氧化钠和氧化钙等氧化 物而形成的。由于引入的氧化物改 变了石英玻璃的单一化学组成和硅 氧比例，使原来的硅氧四面体网络 断裂。一、二价金属氧化物又叫做 网络外体氧化物或改变体氧化物。 引起石英玻璃的形质的改变，如降 低熔制温度和黏度，降低硬度和强 度，降低化学稳定性，增大了热膨 胀系数，从而导致热冲击性能下降。