玻璃材料的性能及特性.doc

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1、玻璃材料的性能及特性玻璃是一种透明的半同体，半液体物质，在熔融吋形成连续网络结构，冷却过•程屮粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类菲金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(瓯0•CaO•6SiO2)，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岀颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基内烯酸甲酣)也称作仃机玻璃。玻璃的主要成分是二氧化硅，玻璃质地硬且脆，是一种无色的透明材料，并可添加各种成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钻蓝色玻璃等。玻璃按主耍成分分类：玻璃按主耍成分可以分为非

2、氧化物玻璃和氧化物玻璃。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。氧化物玻璃乂分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为：石英玻璃石英玻璃的二氧化硅含量大于99.5%,其热膨胀系数低、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。石英玻璃多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。高硅氧玻璃高硅氧玻璃的二氧化硅含量约96%,其性质与石英玻璃相似。钠钙玻璃钠钙玻璃以二氧化硅含量为主，还含有15%的氧化钠和16%的氧化钙，其成本

3、低廉、易成型，适宜大规模生产，其产量占实用玻璃的90%。钠钙玻璃可用于生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。铅硅酸盐玻璃铅硅酸盐玻璃主耍成分有二氧化硅和氧化铅，具有独特的高折射率和高体积电阻，与金属有良好的浸润性，可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿等。铝硅酸盐玻璃铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分，软化变形温度高，用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等硼硅酸盐玻璃又称耐热玻璃或硬质玻璃，以氧化硅和氧化顿为主要成分，具有良好的耐热性和化学稳定性，硼硅酸盐玻璃发明于1912年，其商标名为Pyrexo它是第一种耐高温，有较

4、好抗热冲击能力的玻璃材料。硼硅酸盐玻璃可以用来制作咖啡壶、炉子、实验室用的玻璃器皿、吊灯及其它在高温环境中工作的设备。它抗酸和抗化学介质腐蚀的能力很强、热膨胀率很低，因此被用来制作天文望远镜的镜片和其它精密仪器。另外，硼硅酸盐玻璃还可以用作树脂的强化纤维。磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃以五氧化二磷为主要成分，折射率低、色散低，用于光学仪器屮。玻璃的基本性能有如下几方面：强度玻璃抗拉强度较弱，抗压强度较强。玻璃和陶瓷一样，也是脆性材料。硬度玻璃的硬度较高，比一般金属硬，不能用普通刀具进行切割。根据玻璃的硬度可以选择磨料、磨具和其它的加工方法。光学特性玻璃是一

5、种高度透明的物质。如普通平板玻璃，能透过可见光线的80〜90%,紫外线大部分不能透过，但红外线较易通过。电学性能常温下玻璃是电的不良导体。而温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时变为良导体。热性质玻璃是热的不良导体，一般承受不了温度的急剧变化。化学稳定性玻璃的化学性质较稳定。玻璃的耐酸腐蚀性较高，而耐碱腐蚀性较差。玻璃长期受大气和雨水的侵蚀，会在表面产生磨损，失去表而的光泽。尤其一些光学玻璃仪器易受到周围介质的作用，破坏玻璃的透光性，在使用和保存中应加以注意。玻璃的热处理玻璃制品的热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。退火退火就是消除或减小玻

6、璃制品中热应力的热处理过程。为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度附近的某一温度进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛。这个选定的保温均热温度，称为退火温度。玻璃在退火温度下，由于黏度较大，应力虽然能够松弛，但不会发生可测得的变形。玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过3分钟保温可消除95%的应力,一般相当于退火点的温度，也叫退火上限温度；最低退火温度是指在此温度下经3分钟保温只能消除5%的应力，也叫退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间称为退火温度范围。玻璃制品的退火工艺过程包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶

7、段。光学玻璃和某些特种玻璃制品，对退火的要求十分严格，必须要通过退火，使玻璃结构均匀，以达到要求的光学性能，这种退火称为精密退火。薄壁制品（灯泡等）和玻璃纤维在成型后，由于于热应力很小，除适当地控制冷却速度外一般不再进行退火。淬火淬火就是使玻璃表而形成一个有规律、分布均匀的压力层（表而）以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。淬火玻璃同一般玻璃比较,其抗弯强度，抗冲击强度以及热稳定性等都有很大的提高。玻璃生产的主要原料有玻璃形成体、玻璃调整物和玻璃屮间体，其余为辅助原料。主要原料指引入玻璃形成网络的氧化物、屮间体氧化物和网络外氧化物；辅助原料包括澄清

8、剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。