材料概论-玻璃

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1、玻璃徐波❤孙燕玻璃玻璃的结构特征玻璃的主要原料和作用玻璃的生产工艺过程玻璃在我国国民经济中的作用和比重平板玻璃的生产方式和发展方向光导玻璃纤维的工作原理和制作方法玻璃一种较为透明的固体物质，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。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。玻璃的主要原料和作用SIO2是重要的玻璃形成氧化物，它能提高玻璃的化学稳定性、力

2、学性能、电学性能、热学性能等。但其含量过高则会提高熔化温度而且可能导致析晶。引入SIO2原料的主要有硅砂和砂岩。(1）硅砂也叫石英砂，它主要由石英颗粒组成。质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色或红褐色。（2）砂岩砂岩由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。AL2O3能够降低玻璃析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，但当其含量过多时（

3、大于5%），就会增高玻璃液的黏度，是熔化和澄清发生困难，反而增加析晶倾向，并容易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。引入AL2O3的原料主要在长石和高岭土上。玻璃的主要原料和作用CaO加入适量的氧化钙，能降低玻璃演的高温黏度，促进玻璃眼的熔化和澄清。温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃的稳定性，提高退火温度。引入氧化钙的时石灰石、方解石。MgO氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可用适量氧化镁代替氧化钙，但过量则会出现透辉石结晶，

4、提高退火温度，降低玻璃对水的稳定性。引入氧化镁的是白云石。玻璃的主要原料和作用Na2O、K2O氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂，降低玻璃液的黏度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃析晶倾向，缺点则是降低玻璃的化学稳定性和机械强度。引入氧化钠的原料是纯碱和芒硝。BaO氧化钡是二价网络外体氧化物。它能增加玻璃的折射率、密度、光洁度和化学稳定性；少量的BaO（0.5%）能加速玻璃的熔化，但是含量过高时，由2BaO+O2=2BaO2的反应，使澄清困难。含BaO玻璃吸收辐射线的能力较大，但会耐火材料侵蚀较严重。玻璃的主要

5、原料和作用B2O3氧化硼是玻璃生成氧化物，它以[BO3]和[BO4]为结构组元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络.能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、增加玻璃的折射率、改善玻璃的光泽、提高博得机械强度。B2O3在高温是能降低玻璃的粘度，在低温时提高玻璃的粘度，所以含B2O3较高的玻璃，成型的温度范围较窄，因之可以提高机械速度。B2O3还起助熔剂的用，加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B2O3常随水蒸气挥发，硼硅酸盐玻璃液表面上因B2O3挥发减少，会产生富含B2O3析晶料皮，当B2O

6、3引入量过高时，由于[BO3]增多，玻璃的膨胀系数反而增加，发生反常现象即—硼反常现象引入氧化硼的原料是硼酸和硼砂。玻璃的主要原料和作用玻璃的结构特征一、玻璃态的通性1.各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。2.介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。3.可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。4.连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的玻璃的结构特征二、几种典型的玻璃结构1、石英玻璃2、钠钙硅玻璃3、硼酸盐玻璃4

7、、其他氧化物玻璃玻璃的生产工艺过程①原料预加工。将块状原料（石英砂、纯碱、石灰石、长石等）粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。②配合料制备。③熔制。玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高（1550~1600度）加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃。④成型。将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如平板、各种器皿等。⑤热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。平板玻璃的生产方式和发展方向平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃。其化学成分一般属于

8、钠钙硅酸盐玻璃，组成范围是：SiO270～73%（重量，下同）；Al2O30～3%；CaO6～12%；MgO0～4%；Na2O+K2O12～16%。它具有透光、透明、保温、隔声，耐磨、耐气候变化等性能。平板玻璃主要物理性能指标：折射率约1.52；透光度85%以上（厚2毫米的玻璃，有色和带涂层者除外）；软化温度650～700°C;热导率0.81～0.93瓦/（米·开）；膨胀