玻璃的性能ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 2. 3 玻璃的性能玻璃的性能 根据玻璃不同性质间的共同特点，可将玻璃的性质分为三类。根据玻璃不同性质间的共同特点，可将玻璃的性质分为三类。 第一类是与玻璃中离子迁移有关的性质。第一类是与玻璃中离子迁移有关的性质。 第二类性质主要与玻璃的网络骨架及网络第二类性质主要与玻璃的网络骨架及网络 与网络外阳离子的相互作用有关。与网络外阳离子的相互作用有关。 第三类性质包括玻璃的光吸收、颜色等第三类性质包括玻璃的光吸收、颜色等我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西

2、，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 第一类是与玻璃中离子迁移有关的性质，如：第一类是与玻璃中离子迁移有关的性质，如：粘度、电阻率、化学稳定性等。粘度、电阻率、化学稳定性等。 特点是：这些性质取决于离子迁移过程中需特点是：这些性质取决于离子迁移过程中需克服的能量势垒和离子迁移能力的大小，性质与克服的能量势垒和离子迁移能力的大小，性质与组成之间不是简单的加和关系。组成之间不是简单的加和关系。 当玻璃从高温经过转变温度范围而冷却的过当玻璃从高温经过转变温度范围而冷却的过程中，这类性质一般是逐渐变化的，其值随温度程中，这类性质一般是逐渐变

3、化的，其值随温度倒数的增大而增大。倒数的增大而增大。 图图 2-3-1-a粘度、电阻与温度的关系粘度、电阻与温度的关系我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 第二类性质主要与玻璃的网络骨架及网络与网第二类性质主要与玻璃的网络骨架及网络与网络外阳离子的相互作用有关。如：密度、强度、折射络外阳离子的相互作用有关。如：密度、强度、折射率、膨胀系数、硬度等。率、膨胀系数、硬度等。 在常温下，玻璃的这类性质可假设为构成玻璃在常温下，玻璃的这类性质可假设为构成玻璃的各种离子的性质的总和。的各种离子的性质的总和

4、。 这些性质通常在玻璃的转变温度范围内出现突这些性质通常在玻璃的转变温度范围内出现突变（图变（图3-11-b3-11-b）。）。 图图 2-3-1-b折射率、分子体积折射率、分子体积、弹性温度的关系、弹性温度的关系我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 第三类性质包括玻璃的光吸收、颜色等。第三类性质包括玻璃的光吸收、颜色等。这些性质与玻璃中离子的电子跃迁及原子这些性质与玻璃中离子的电子跃迁及原子或原子团的振动有关。或原子团的振动有关。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个

5、美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 玻璃的粘度与表面张力玻璃的粘度与表面张力 2 玻璃的密度玻璃的密度 2 玻璃的热学性质玻璃的热学性质 2 玻璃的机械性质玻璃的机械性质 2 玻璃的光学性质玻璃的光学性质 2 玻璃的电学性质玻璃的电学性质 2 玻璃的化学稳定性玻璃的化学稳定性 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 23 31 1 玻璃的粘度与表面张力玻璃的粘度与表面张力 粘度又称粘滞系数，是流体（液体或气体）粘度又称粘滞系数，是流体（液体或气体）抵抗流

6、动的量度。抵抗流动的量度。 表面张力是作用于液体表面单位长度上使表面张力是作用于液体表面单位长度上使液面收缩的力。液面收缩的力。 表面张力是由于液体表面的不平衡力场而表面张力是由于液体表面的不平衡力场而产生的，使液体表面具有收缩到最小面积的趋势。产生的，使液体表面具有收缩到最小面积的趋势。 粘度和表面张力分别以符号粘度和表面张力分别以符号、表示，表示，其国际单位分别为其国际单位分别为PaS和和N/m.我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 粘度与表面张力对玻璃生产的影响贯穿玻粘度与表面张力对玻璃生

7、产的影响贯穿玻璃生产的全过程，因而有着极其重要的工艺意义。璃生产的全过程，因而有着极其重要的工艺意义。 与粘度有关的生产过程 玻璃状态玻璃状态 固态固态 粘滞状态粘滞状态 液态液态 塑性状态塑性状态 软化状态软化状态 粘度范围粘度范围/PaS 工艺过程工艺过程 1013 退火退火 1013-109 显色、乳浊显色、乳浊及其它热处及其它热处理理 109-1045 成型成型 103-10 熔化熔化 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 表面张力对生产过程的影响表面张力对生产过程的影响 工艺过程工艺过

8、程 表面张力的影响表面张力的影响 澄清澄清 均化均化 成型成型 热加工热加工 封接封接 耐火材料侵蚀耐火材料侵蚀 气泡的内压力与玻璃液的表面张力有关气泡的内压力与玻璃液的表面张力有关 不均体能否溶解扩散取决于不均体与周围玻璃液之不均体能否溶解扩散取决于不均体与周围玻璃液之间的表面张力差间的表面张力差 表面张力使玻璃液成型时具有自发收缩的趋势表面张力使玻璃液成型时具有自发收缩的趋势 借助于表面张力的作用，形成光滑表面借助于表面张力的作用，形成光滑表面 玻璃液滴与金属的润湿角小于玻璃液滴与金属的润湿角小于90，有利于玻璃与，有利于玻璃与金属的良好封接金属的良好封接 玻璃液浸润耐火材料，加剧其对耐火

9、材料的侵蚀玻璃液浸润耐火材料，加剧其对耐火材料的侵蚀 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、一、 影响玻璃粘度的因素影响玻璃粘度的因素 玻璃的粘度主要由化学组成和温度决定。玻璃的粘度主要由化学组成和温度决定。 1 1、温度的影响、温度的影响 玻璃的粘度随温度的升高而降低。玻璃的粘度随温度的升高而降低。2 2、组成的影响、组成的影响 硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连接程度，接程度，O/SiO/Si比增大，玻璃粘度下降；反之，玻璃比增大，玻璃粘度下降；反

10、之，玻璃的粘度增大。的粘度增大。 -T的基本关系式为：的基本关系式为： =0exp(E/kT) 0 常数常数 E 粘滞流动活化能粘滞流动活化能 K 玻耳兹曼常数玻耳兹曼常数 T 绝对温度绝对温度 实践中通常采用该式进行实践中通常采用该式进行 修正后的对数形式来计算玻璃修正后的对数形式来计算玻璃 在一定温度下的粘度。在一定温度下的粘度。 log= A+B/（T-T0）长性玻璃（长性玻璃（A）与短性玻璃）与短性玻璃(B) 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 常见氧化物对玻璃粘度的影响概括如下：常见

11、氧化物对玻璃粘度的影响概括如下： （1 1）SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、ZrOZrO2 2等增大玻璃的粘度；等增大玻璃的粘度； （2 2）碱金属氧化物可降低玻璃的粘度；）碱金属氧化物可降低玻璃的粘度； （3 3）碱土金属氧化物对玻璃粘度的影响：碱土金属氧化物对玻璃粘度的影响： （4 4）PbOPbO、CdOCdO、BiBi2 2O O3 3、SnOSnO等能降低玻璃等能降低玻璃的粘度。的粘度。一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子团解聚，使粘度减小；另一方面碱土金属阳离子团解聚，使粘度减小；另一方面碱土金属阳离子的场强较大，具有

12、吸引氧离子到自己周围的能力，的场强较大，具有吸引氧离子到自己周围的能力，起到积聚网络的作用，从而导致粘度增大。前一起到积聚网络的作用，从而导致粘度增大。前一种作用在高温是主要的，而后一种作用在较低温种作用在高温是主要的，而后一种作用在较低温度下表现出来。度下表现出来。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 1、 温度的影响温度的影响 2、 组成的影响组成的影响 二、影响表面张力的因素二、影响表面张力的因素我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快

13、，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在一定温度范围内、对于一般液体，温度在一定温度范围内、对于一般液体，温度升高，质点间结合力减弱，液体的的表面张力减升高，质点间结合力减弱，液体的的表面张力减小。小。 =0（1-bT ） 这种线形关系对硅酸盐熔体，只在一定温这种线形关系对硅酸盐熔体，只在一定温度范围内适用。度范围内适用。 因为硅酸盐熔体在温变过程中，发生阴离因为硅酸盐熔体在温变过程中，发生阴离子团的聚合与解离，使得其子团的聚合与解离，使得其与与T的关系偏离线形的关系偏离线形变化规律。变化规律。 1、温度的影响、温度的影响我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽

14、的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 组成玻璃的物质间的相互吸引力越小，组成玻璃的物质间的相互吸引力越小，其对玻璃表面张力的贡献越小。其对玻璃表面张力的贡献越小。 玻璃组成中常见氧化物分为三大类，即玻璃组成中常见氧化物分为三大类，即增加玻璃的表面张力的非表面活性组分（第增加玻璃的表面张力的非表面活性组分（第类）类） 、明显降低玻璃的表面张力的强表面活性、明显降低玻璃的表面张力的强表面活性组分（第组分（第类）及中间性质组分（第类）及中间性质组分（第类）类） 。 表面张力可根据玻璃的组成和各氧化物表面张力可根据玻璃的组成和各氧化物的表面张力因子通过加和法则来计算。

15、的表面张力因子通过加和法则来计算。2、 组成的影响组成的影响=（1/100）ipi 注意：采用不同文献提供的注意：采用不同文献提供的氧化物的表面张力因子计算出的氧化物的表面张力因子计算出的表面张力数据常有较大的差异。表面张力数据常有较大的差异。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3 33 32 2 玻璃的密度玻璃的密度 玻璃密度取决于构成玻璃的原子的质量玻璃密度取决于构成玻璃的原子的质量以及玻璃结构网络的紧密程度和网络空隙的填以及玻璃结构网络的紧密程度和网络空隙的填充情况。充情况。 生产上常通

16、过测定玻璃的密度来监控玻生产上常通过测定玻璃的密度来监控玻璃成分的变化。璃成分的变化。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、玻璃成分对密度的影响一、玻璃成分对密度的影响 二、温度对玻璃密度的影响二、温度对玻璃密度的影响 三、热历史对玻璃密度的影响三、热历史对玻璃密度的影响 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、玻璃成分对密度的影响一、玻璃成分对密度的影响 玻璃的密度与其组成之间的关系非常密切

17、。玻璃的密度与其组成之间的关系非常密切。 首先，玻璃组成中的网络形成体氧化物确首先，玻璃组成中的网络形成体氧化物确定了构成玻璃网络的基本结构单元的体积大小。定了构成玻璃网络的基本结构单元的体积大小。 网络中间体氧化物，当其处于网络空隙中网络中间体氧化物，当其处于网络空隙中时，通常使玻璃的密度上升。若其成为玻璃网络时，通常使玻璃的密度上升。若其成为玻璃网络的一部分时，其对玻璃密度的影响取决于其对玻的一部分时，其对玻璃密度的影响取决于其对玻璃网络紧密程度的影响。璃网络紧密程度的影响。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错

18、：表里边有一个活的生物 网络外体氧化物的阳离子填充在玻璃网络外体氧化物的阳离子填充在玻璃网络的空隙中，当这些阳离子的半径较小，网络的空隙中，当这些阳离子的半径较小，未引起玻璃网络的扩张时，可增加玻璃的未引起玻璃网络的扩张时，可增加玻璃的密度。密度。 但当网络外体氧化物的阳离子的半径但当网络外体氧化物的阳离子的半径较大时，其对玻璃密度的影响则取决于其较大时，其对玻璃密度的影响则取决于其对玻璃分子质量与分子体积的双重影响。对玻璃分子质量与分子体积的双重影响。 玻璃的密度可由基于加和法则的经验玻璃的密度可由基于加和法则的经验公式求得。公式求得。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在

19、这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 二、温度对玻璃密度的影响二、温度对玻璃密度的影响 温度对玻璃密度的影响是温度对玻璃结构温度对玻璃密度的影响是温度对玻璃结构影响的外在表现。当温度低于玻璃的转变温度影响的外在表现。当温度低于玻璃的转变温度Tg时，温度升高玻璃的密度略有下降；温度高于时，温度升高玻璃的密度略有下降；温度高于Tg，玻璃的密度显著下降。玻璃的密度显著下降。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 从高温急冷从高温急冷所得的玻璃因继所得的玻璃

20、因继承了玻璃熔体高承了玻璃熔体高温下的松散、开温下的松散、开放结构，其密度放结构，其密度较慢冷或退火玻较慢冷或退火玻璃小。璃小。 图图2-3-32-3-3显显示，冷却速率越示，冷却速率越大，玻璃密度越大，玻璃密度越小。小。 图图2-3-3 2-3-3 冷却速率对硼冕玻璃密度的影响冷却速率对硼冕玻璃密度的影响 A:A:平衡态平衡态 B:1 K/h C:1.86 K/h D:9.87 K/h 三、热历史对玻璃密度的影响三、热历史对玻璃密度的影响我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2 23 33 3

21、 玻璃的热学性质玻璃的热学性质 玻璃的主要热学性质：热膨胀系数、热稳定玻璃的主要热学性质：热膨胀系数、热稳定性。性。 玻璃的热膨胀系数有线膨胀系数玻璃的热膨胀系数有线膨胀系数和体膨胀系和体膨胀系数数之分，之分，3。 玻璃的热膨胀系数（玻璃的热膨胀系数（）与玻璃的退火、玻璃）与玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的热稳定性密切相关。封接、玻璃的热稳定性密切相关。 根据玻璃的热膨胀系数大小可将玻璃划分为：根据玻璃的热膨胀系数大小可将玻璃划分为：硬质玻璃（硬质玻璃（6010-7/K）和软质玻璃（）和软质玻璃（6010-7/K）。）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？

22、但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物玻璃热膨胀系数的确定：玻璃热膨胀系数的确定：图图2-3-4 玻璃热膨胀曲线玻璃热膨胀曲线 Tg 当温度低于玻当温度低于玻璃的璃的Tg点时，热膨点时，热膨胀随温度的升高呈胀随温度的升高呈线形增长，温度高线形增长，温度高于于Tg点时，玻璃的点时，玻璃的热膨胀急剧增大。热膨胀急剧增大。 由温度低于玻由温度低于玻璃的璃的Tg点时的热膨点时的热膨胀量来确定玻璃的胀量来确定玻璃的热膨胀系数。热膨胀系数。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 影响膨胀

23、系数的因素：影响膨胀系数的因素： 组成组成玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨胀系数越小。胀系数越小。 碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系数增大，且从数增大，且从Li2ONa2OK2O，阳离子半，阳离子半径增大，离子场强减小，热振动加剧，热膨胀径增大，离子场强减小，热振动加剧，热膨胀系数增大越多。系数增大越多。 碱土金属氧化物的作用与此类似，但因其碱土金属氧化物的作用与此类似，但因其离子场强较碱金属阳离子大，对玻璃网络骨架离子场强较碱金属阳离子大，对玻璃网络骨架有一定的积聚作用，故其对热膨胀系数的影响有一定的积聚作用，故其对热膨胀系数的

24、影响也较小。也较小。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 热历史热历史对玻璃热膨胀系数的影响与对玻璃热膨胀系数的影响与其对玻璃结构的影响相关联。其对玻璃结构的影响相关联。 开放的、疏松的结构升温时易膨胀。因开放的、疏松的结构升温时易膨胀。因此，急冷玻璃较慢冷玻璃的热膨胀系数大。此，急冷玻璃较慢冷玻璃的热膨胀系数大。 玻璃的热膨胀系数可根据玻璃组成及氧玻璃的热膨胀系数可根据玻璃组成及氧化物的热膨胀系数因子由加和法则计算。化物的热膨胀系数因子由加和法则计算。计算时，要注意各种影响因子的使用范围。计

25、算时，要注意各种影响因子的使用范围。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 玻璃的热稳定性是玻璃在非室温条件下玻璃的热稳定性是玻璃在非室温条件下使用时最重要的性能之一。使用时最重要的性能之一。 常用玻璃能耐受的急变温度差来表示玻常用玻璃能耐受的急变温度差来表示玻璃的热稳定性。璃的热稳定性。 玻璃的热稳定性受玻璃制品的厚度、比玻璃的热稳定性受玻璃制品的厚度、比热、导热系数、密度、强度、弹性模量、热、导热系数、密度、强度、弹性模量、热膨胀系数等因素影响。热膨胀系数等因素影响。 常用下面的公式来表示玻

26、璃的热稳定性。常用下面的公式来表示玻璃的热稳定性。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物)(21BcdEPK式中：式中： K 玻璃的热稳定性系数，度玻璃的热稳定性系数，度厘米厘米/秒秒1/2 P 玻璃的抗张强度极限，千克力玻璃的抗张强度极限，千克力/毫米毫米2 玻璃的线膨胀系数玻璃的线膨胀系数 E 玻璃的弹性模量，千克力玻璃的弹性模量，千克力/毫米毫米2 玻璃的导热系数，卡玻璃的导热系数，卡/ /厘米厘米秒秒度度 c 玻璃的热容，玻璃的热容，卡卡/ /克克度度 d 玻璃的密度，克玻璃的密度，克/

27、厘米厘米3 B 常数常数 1 1-2 2 导致玻璃破裂的最小急变温度导致玻璃破裂的最小急变温度 热膨胀系数和玻璃厚度热膨胀系数和玻璃厚度 对热稳定性影响最大。对热稳定性影响最大。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 23 34 4 玻璃的机械性质玻璃的机械性质 它是指玻璃在受力过程中，从开始加载到断它是指玻璃在受力过程中，从开始加载到断裂为止，所能达承受的最大应力值。裂为止，所能达承受的最大应力值。 按照受力情况的不同，有抗压强度、抗张强按照受力情况的不同，有抗压强度、抗张强度、抗折强度、抗冲

28、击强度等。度、抗折强度、抗冲击强度等。 玻璃的抗压强度一般要比抗张或抗折强度大玻璃的抗压强度一般要比抗张或抗折强度大一个数量级。一个数量级。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、玻璃的理论强度与实际强度一、玻璃的理论强度与实际强度 二、影响玻璃强度的因素二、影响玻璃强度的因素 三、玻璃的硬度与脆性三、玻璃的硬度与脆性 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、玻璃的理论强度与实际强度一、玻璃的理论

29、强度与实际强度 对于硅酸盐玻璃的理论强度约为对于硅酸盐玻璃的理论强度约为1.31.310101010 N/mN/m2 2（13 GPa13 GPa）。）。 实验测得的玻璃强度要比上述数值低实验测得的玻璃强度要比上述数值低2 23 3个数量级。个数量级。 一般玻璃的实际强度为一般玻璃的实际强度为5050200MPa200MPa。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、影响玻璃强度的因素二、影响玻璃强度的因素 影响玻璃强度的因素包括内因和外因两个影响玻璃强度的因素包括内因和外因两个方面。方面。 内

30、因主要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与内因主要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与微观缺陷；微观缺陷； 外因主要是：玻璃的使用环境（如温度、外因主要是：玻璃的使用环境（如温度、湿度）、加载方式、试样的尺寸。湿度）、加载方式、试样的尺寸。 玻璃的宏观和微观缺陷与玻璃的熔化过程密切相关，玻璃的宏观和微观缺陷与玻璃的熔化过程密切相关，设计合理的组成，减少玻璃的分相发生，提高熔化设计合理的组成，减少玻璃的分相发生，提高熔化质量，获取组成均匀、缺陷少的玻璃是提高玻璃强质量，获取组成均匀、缺陷少的玻璃是提高玻璃强度的重要手段。度的重要手段。 从常温下开始升温，玻璃的强度先呈下降趋从常温下开始升温，玻璃的强度先呈下降趋

31、势，当温度升至势，当温度升至100以上，玻璃的强度又开始增以上，玻璃的强度又开始增大。大。 随着试样尺寸的减小，玻璃的强度增加。随着试样尺寸的减小，玻璃的强度增加。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 玻璃的增强的措施：通常采用退火、玻璃的增强的措施：通常采用退火、钢化、表面处理（表面脱碱、火抛光、钢化、表面处理（表面脱碱、火抛光、酸抛光、表面涂层、表面晶化、离子酸抛光、表面涂层、表面晶化、离子交换等）、微晶化等措施来提高玻璃交换等）、微晶化等措施来提高玻璃的使用强度。的使用强度。 我吓了一跳，

32、蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、玻璃的硬度与脆性三、玻璃的硬度与脆性 一般玻璃的硬度在一般玻璃的硬度在57之间。之间。 玻璃的硬度首先取决于其内部化学键的强度玻璃的硬度首先取决于其内部化学键的强度和离子的配位数。和离子的配位数。 网络生成体阳离子使玻璃具有高的硬度，而网络生成体阳离子使玻璃具有高的硬度，而网络外离子使玻璃的硬度下降。对于同类型的玻网络外离子使玻璃的硬度下降。对于同类型的玻璃，随着网络外阳离子的场强的增大，玻璃的硬璃，随着网络外阳离子的场强的增大，玻璃的硬度上升。度上升。 各种氧化物提

33、高玻璃硬度的能力由小到大的各种氧化物提高玻璃硬度的能力由小到大的顺序是：顺序是：SiO2B2O3(MgOZnOBaO)Al2O3 Fe2O3K2ONaOPbO我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，因而硬度也较小。因而硬度也较小。 玻璃的脆性常用抗冲击强度或抗压强玻璃的脆性常用抗冲击强度或抗压强度与抗冲击强度之比来表示。度与抗冲击强度之比来表示。 玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、热历史、试样

34、的形状与厚度等有关。热历史、试样的形状与厚度等有关。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 3. 5 玻璃的光学性质玻璃的光学性质 玻璃的主要光学指数包括折射率、色散。玻璃的主要光学指数包括折射率、色散。玻璃的主要光学性质包括玻璃对光的反射、吸收、玻璃的主要光学性质包括玻璃对光的反射、吸收、透过。透过。 一、折射率一、折射率 二、色散二、色散 三、三、 玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透过 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快

35、，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、折射率一、折射率 1. 定义定义 光通过二物质界面时，入射角正弦之比。一般光通过二物质界面时，入射角正弦之比。一般以以n 表示。表示。 n= sin1/sin2=c1/c2 若第一介质为真空，则若第一介质为真空，则n即为第二介质的绝对即为第二介质的绝对折射率。折射率。 普通玻璃的普通玻璃的n为为1.5左右，左右，n1表明，光从光表明，光从光疏介质进入光密介质，速度变慢。疏介质进入光密介质，速度变慢。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 （）（） 组成

36、组成 光由空气进入玻璃时速度变慢，是因为光通过玻璃光由空气进入玻璃时速度变慢，是因为光通过玻璃时，给出一部分能量，使其速度下降。时，给出一部分能量，使其速度下降。 另一方面，光线由光疏进入光密介质，行进速度下另一方面，光线由光疏进入光密介质，行进速度下降。因此，组成对降。因此，组成对n的影响具有如下关系：的影响具有如下关系： a:凡是能增加玻璃密度的组成（份），均使凡是能增加玻璃密度的组成（份），均使n增大增大. b:离子的极化度越大，离子的极化度越大，n越小。半径大，易极化，越小。半径大，易极化，离子折射度大，离子折射度大，n越大。网络形成体阳离子形成越大。网络形成体阳离子形成Nf-O键键较

37、强，不易极化，离子折射度小。较强，不易极化，离子折射度小。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 （3） 波长对波长对n的影响的影响 光波波长不同，光波波长不同，n不同，此即色散不同，此即色散观象。观象。 总趋势：总趋势： 增大，增大，n减小。（因减小。（因增增大，频率减小，电磁场交变变慢，光损大，频率减小，电磁场交变变慢，光损失减小，失减小，co/c中中c增大

38、，增大，n减小）减小）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、色散二、色散 1. 定义：折射率随波长变化而变化的定义：折射率随波长变化而变化的现象。现象。 2. 正常色散：正常色散：增大，增大， n减小。减小。 反常色散：当光波接近材料吸收带时，反常色散：当光波接近材料吸收带时，n急剧增大，此即反常色散。（局部现象）急剧增大，此即反常色散。（局部现象） 反常色散的原因：光通过玻璃时，某反常色散的原因：光通过玻璃时，某些离子的电子随光波的变化而产生振动，当些离子的电子随光波的变化而产生振动，当电子

39、振动的自然频率等于光波的振动频率时，电子振动的自然频率等于光波的振动频率时，发生共振，振动加强。从而大量吸收光能，发生共振，振动加强。从而大量吸收光能，光速大大减小，光速大大减小，n急剧增大。急剧增大。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 色散的表示方法：在数值上是以折射率之差色散的表示方法：在数值上是以折射率之差来表示的。来表示的。 如：平均色散如：平均色散nF-nC， 部分色散部分色散nd-nD等。等。 色散倒数又称阿贝数，记为色散倒数又称阿贝数，记为。 =（nD-1）/ （nF-nC） 国

40、际标准波长国际标准波长 钠光谱中的钠光谱中的D线波长线波长589.3纳米纳米 黄色黄色 氦光谱中的氦光谱中的d线波长线波长587.36纳米纳米 黄色黄色 氢光谱中的氢光谱中的F线波长线波长486.4纳米纳米 浅蓝浅蓝 氢光谱中的氢光谱中的C线波长线波长656.3纳米纳米 红色红色 汞光谱中的汞光谱中的g线波长线波长435.8纳米纳米 浅蓝浅蓝 氢光谱中的氢光谱中的G线波长线波长434.1纳米纳米 浅蓝浅蓝 上述波长测得的折射率分别用上述波长测得的折射率分别用nD、nd、nF、nC、 ng、nG表示。表示。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到

41、愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3色差色差 色差：复色光通过光学系统时，由于各自色差：复色光通过光学系统时，由于各自的折射率不同因而成像在轴上的位置不同，的折射率不同因而成像在轴上的位置不同，从而呈现彩色光带的现象。从而呈现彩色光带的现象。 消除办法：利用消除办法：利用冕牌玻璃冕牌玻璃的凸透镜和的凸透镜和火石火石玻璃玻璃的凹透镜组合消除色差。的凹透镜组合消除色差。折射率低且色散大于折射率低且色散大于55的玻璃称为的玻璃称为冕牌玻璃冕牌玻璃，把折射率高而色散小于把折射率高而色散小于50的玻璃称为的玻璃称为火石玻火石玻璃璃。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这

42、样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、三、 玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透过 当光束照射到玻璃上，一部分光被玻当光束照射到玻璃上，一部分光被玻璃表面反射，一部分被玻璃所吸收，另一璃表面反射，一部分被玻璃所吸收，另一部分光透过玻璃。这三部分与入射光强度部分光透过玻璃。这三部分与入射光强度之比分别为反射系数之比分别为反射系数R、吸收系数、吸收系数K、透过、透过率率T，且，且R+K+T=1。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物211nnR 我

43、吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2. 玻璃对光的吸收与透过玻璃对光的吸收与透过 玻璃对光的吸收与透过遵循兰比尔定律玻璃对光的吸收与透过遵循兰比尔定律,即即 dI/dl = -I (I/ Io) = -l T = -l T = e l 式中式中 T 透光率透光率 I 进入玻璃的入射光的强度进入玻璃的入射光的强度(已扣除反射已扣除反射部分部分) Io 透过玻璃的光强度透过玻璃的光强度 e 自然对数的底自然对数的底 着色剂的吸收系数着色剂的吸收系数 l 玻璃的厚度玻璃的厚度 我吓了一跳，蝎子是多么

44、丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 对于颜色玻璃对于颜色玻璃, 与着色剂的种类与浓与着色剂的种类与浓度有关。即度有关。即 = c 其中其中、c分别为各着色剂的吸收系数与分别为各着色剂的吸收系数与浓度。浓度。 由于着色剂的存在由于着色剂的存在,颜色玻璃表现出对颜色玻璃表现出对可见光的选择性吸收。可见光的选择性吸收。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在实践中常以光密度在实践中常以光密度D来表示玻璃对光的吸来表示玻璃

45、对光的吸收与反射损失。收与反射损失。 D与与T的关系如下的关系如下:)1log(TD 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 3. 6 玻璃的电学性质玻璃的电学性质一、一、 概述概述 1.玻玻璃的导电机理璃的导电机理 （1）离子导电）离子导电 以离子作为载流子的导电过程以离子作为载流子的导电过程,称为离子导电。称为离子导电。 离子导电过程如下：在外加电场的作用下，离离子导电过程如下：在外加电场的作用下，离子的不规则热运动趋于稳定，长程迁移贯穿于整个子的不规则热运动趋于稳定，长程迁移贯穿于整个玻

46、璃体，玻璃即显示出导电性。玻璃体，玻璃即显示出导电性。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 普通普通Na2OCaOSiO2玻璃是由玻璃是由SiO4构成网络骨架，构成网络骨架，Na1+、Ca2+作为作为网络外体阳离子。网络外体阳离子。 钠钙硅玻璃中的电流全部是由钠钙硅玻璃中的电流全部是由Na1+作为载流子的，作为载流子的， Ca2+的作用小的可以忽略的作用小的可以忽略不计。不计。 玻璃种类玻璃种类 石英玻璃石英玻璃 CaO-Al2O3- SiO2玻璃玻璃 Na2O-CaO-SiO2玻璃玻璃 电阻

47、率电阻率.CM 1017 1015 101314 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 电子导电电子导电 在玻璃中加入大量的可以呈现为多在玻璃中加入大量的可以呈现为多种化合价的元素的方法来实现的。种化合价的元素的方法来实现的。 在玻璃中加入化合物多变的副族元在玻璃中加入化合物多变的副族元素而出现部分未束缚的电子，在热激发条素而出现部分未束缚的电子，在热激发条件下，即出现电子导电。件下，即出现电子导电。 如在硅酸玻璃及硼酸盐玻璃中加如在硅酸玻璃及硼酸盐玻璃中加Fe2O3及及MnO或在磷酸盐玻璃

48、中加入各种或在磷酸盐玻璃中加入各种化合物的钒化合物的钒,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、二、 影响电阻率的因素影响电阻率的因素1. 温度对电阻率的影响温度对电阻率的影响 2. 组成对电阻率的影响组成对电阻率的影响 3. 热处理的影响热处理的影响 4. 表面状态及环境表面状态及环境 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 1. 温度对电阻率的影响温度对电阻率的影响 （1）低温时，电阻率与温度的

49、关系如下式：）低温时，电阻率与温度的关系如下式： log=A + B / T 电阻率随温度的升高而减小。电阻率随温度的升高而减小。 （2）高温时，电阻率与温度的关系如下式：）高温时，电阻率与温度的关系如下式： log=+T+2 由于式中由于式中为一很大的负值，所以为一很大的负值，所以仍随温度仍随温度的升高而下降。的升高而下降。 这就是为什么常温下是良好绝缘体的玻璃却这就是为什么常温下是良好绝缘体的玻璃却可以采用电熔。可以采用电熔。对电光源玻璃要特别关注其电阻率对电光源玻璃要特别关注其电阻率 随温度的变化关系，因为玻璃随温度升高随温度的变化关系，因为玻璃随温度升高 变成电的导体，这样会导致严重后

50、果。变成电的导体，这样会导致严重后果。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电阻率随温度的升高而减小。电阻率随温度的升高而减小。 外加电场对载流子施加的作用是使原先无规则的热运动变成电场方向要求的外加电场对载流子施加的作用是使原先无规则的热运动变成电场方向要求的定向移动。定向移动。 温度升高时，离子参与定向运动的数目和几率均增加。特别是高于温度升高时，离子参与定向运动的数目和几率均增加。特别是高于Tg点以后，点以后，参与传递电流的离子种类也增加了，如常温下不参与导电的参与传递电流的离子种类也增