玻璃的性能精选PPT.ppt

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1、关于玻璃的性能第1页，讲稿共58张，创作于星期二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：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：粘度、电阻与温度的关系粘度、电阻与温度的关系粘度、电阻与温度的关系粘度、电阻与温度的关系第一类是与玻璃中第一类是与玻璃中离子迁移离子迁移有关的性质，如：粘度、电有关的性质，如：粘度、电阻率、化学稳定性等。阻率、化学稳定性等。第2页，讲稿共58张，创作于星期二第二类性质主要与第二类性质主要与第二类性质主要与第二类性质主要与玻璃的玻璃的玻

2、璃的玻璃的网络骨架及网络与网络外网络骨架及网络与网络外网络骨架及网络与网络外网络骨架及网络与网络外阳离子阳离子阳离子阳离子的相互作用有关。的相互作用有关。的相互作用有关。的相互作用有关。如：密度、强度、折射如：密度、强度、折射如：密度、强度、折射如：密度、强度、折射率、膨胀系数、硬度等。率、膨胀系数、硬度等。率、膨胀系数、硬度等。率、膨胀系数、硬度等。第三类性质包括玻璃的第三类性质包括玻璃的第三类性质包括玻璃的第三类性质包括玻璃的光吸收、颜色光吸收、颜色光吸收、颜色光吸收、颜色等。这些性质与玻璃中等。这些性质与玻璃中等。这些性质与玻璃中等。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

3、。离子的电子跃迁及原子或原子团的振动有关。离子的电子跃迁及原子或原子团的振动有关。离子的电子跃迁及原子或原子团的振动有关。第3页，讲稿共58张，创作于星期二3.1 玻璃的粘度与表面玻璃的粘度与表面张张力力粘度粘度又称粘滞系数。是流体（液体或气体）抵抗流动的量度。又称粘滞系数。是流体（液体或气体）抵抗流动的量度。表面张力表面张力表面张力表面张力是作用于液体表面单位长度上使液面收缩的力。是作用于液体表面单位长度上使液面收缩的力。是作用于液体表面单位长度上使液面收缩的力。是作用于液体表面单位长度上使液面收缩的力。表面张力是由于表面张力是由于表面张力是由于表面张力是由于液体表面的不平衡力场液体表面的不

4、平衡力场液体表面的不平衡力场液体表面的不平衡力场而产生的，使液体表面而产生的，使液体表面而产生的，使液体表面而产生的，使液体表面具有收缩到最小面积的趋势。具有收缩到最小面积的趋势。具有收缩到最小面积的趋势。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，其国际单位分别为表示，其国际单位分别为表示，其国际单位分别为表示，其国际单位分别为Pa SPa S和和和和N/mN/m.第4页，讲稿共58张，创作于星期二粘度与表面张力对玻璃生产的影响贯穿玻璃生产的粘度与表面张力对玻璃生产的影响贯穿玻璃生产的粘度与表面张力对玻璃生

5、产的影响贯穿玻璃生产的粘度与表面张力对玻璃生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。全过程，因而有着极其重要的工艺意义。全过程，因而有着极其重要的工艺意义。全过程，因而有着极其重要的工艺意义。一、一、一、一、影响玻璃粘度的因素影响玻璃粘度的因素影响玻璃粘度的因素影响玻璃粘度的因素 二、二、二、二、影响表面张力的因素影响表面张力的因素影响表面张力的因素影响表面张力的因素第5页，讲稿共58张，创作于星期二一、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。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

6、温度决定。1 1、温度的影响、温度的影响、温度的影响、温度的影响2 2、组成的影响、组成的影响、组成的影响、组成的影响与大多数液体一样，玻璃的粘度随温度的升高而降低。与大多数液体一样，玻璃的粘度随温度的升高而降低。与大多数液体一样，玻璃的粘度随温度的升高而降低。与大多数液体一样，玻璃的粘度随温度的升高而降低。硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连接程度，硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连接程度，硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连接程度，硅酸盐玻璃的粘度首先决定于硅氧网络的连接程度，O/SiO/Si比增大，玻璃粘度下降；反之，玻璃的粘度增大。比增大，玻璃粘度下降；反之，玻璃的粘度增大。比

7、增大，玻璃粘度下降；反之，玻璃的粘度增大。比增大，玻璃粘度下降；反之，玻璃的粘度增大。第6页，讲稿共58张，创作于星期二常见氧化物对玻璃粘度的影响概括如下：常见氧化物对玻璃粘度的影响概括如下：常见氧化物对玻璃粘度的影响概括如下：常见氧化物对玻璃粘度的影响概括如下：（1 1）SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、ZrOZrO2 2等增大玻璃的粘度；等增大玻璃的粘度；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；）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

8、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；）碱土金属氧化物对玻璃粘度的影响；（4 4）PbOPbO、CdOCdO、BiBi2 2OO3 3、SnOSnO2 2等能降低玻璃的粘度。等能降低玻璃的粘度。等能降低玻璃的粘度。等能降低玻璃的粘度。第7页，讲稿共58张，创作于星期二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 一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子团一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子团一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子团一方面，类似于碱金属氧化物，导致大的阴离子团 解聚，使粘度减小；解聚，使粘度减小；解聚，使粘度减小；解聚，使粘度减小；另一方

9、面碱土金属阳离子的场强较大，具有吸引氧另一方面碱土金属阳离子的场强较大，具有吸引氧另一方面碱土金属阳离子的场强较大，具有吸引氧另一方面碱土金属阳离子的场强较大，具有吸引氧 离子到自己周围的能力，起到积聚网络的作用，从离子到自己周围的能力，起到积聚网络的作用，从离子到自己周围的能力，起到积聚网络的作用，从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。前一种作用在高温是主要的，而而导致粘度增大。前一种作用在高温是主要的，而而导致粘度增大。前一种作用在高温是主要的，而而导致粘度增大。前一种作用在高温是主要的，而 后一种作用在较低温度下表现出来。后一种作用在较低温度下表现出来。后一种作

10、用在较低温度下表现出来。后一种作用在较低温度下表现出来。第8页，讲稿共58张，创作于星期二二、二、影响表面张力的因素影响表面张力的因素1 1、温度的影响、温度的影响、温度的影响、温度的影响2 2、组成的影响、组成的影响、组成的影响、组成的影响在一定温度范围内、对于一般液体，温度升高，质点间在一定温度范围内、对于一般液体，温度升高，质点间在一定温度范围内、对于一般液体，温度升高，质点间在一定温度范围内、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小。结合力减弱，液体的的表面张力减小。结合力减弱，液体的的表面张力减小。结合力减弱，液体的的表面张力减小。组成玻璃的物质间的相互吸引力越

11、小，其对玻璃表面张组成玻璃的物质间的相互吸引力越小，其对玻璃表面张组成玻璃的物质间的相互吸引力越小，其对玻璃表面张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。力的贡献越小。力的贡献越小。力的贡献越小。表面张力可根据玻璃的组成和各氧化物的表面张力因子表面张力可根据玻璃的组成和各氧化物的表面张力因子表面张力可根据玻璃的组成和各氧化物的表面张力因子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。通过加和法则来计算。通过加和法则来计算。通过加和法则来计算。第9页，讲稿共58张，创作于星期二3.2 玻璃的密度玻璃的密度玻璃密度取决于玻璃密度取决于玻璃密度取决于玻璃密

12、度取决于构成玻璃的原子的质量以及玻璃结构网络构成玻璃的原子的质量以及玻璃结构网络构成玻璃的原子的质量以及玻璃结构网络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充情况的紧密程度和网络空隙的填充情况的紧密程度和网络空隙的填充情况的紧密程度和网络空隙的填充情况。生产上常通过测定玻。生产上常通过测定玻。生产上常通过测定玻。生产上常通过测定玻璃的密度来璃的密度来璃的密度来璃的密度来监控玻璃成分的变化监控玻璃成分的变化监控玻璃成分的变化监控玻璃成分的变化。一、玻璃成分对密度的影响一、玻璃成分对密度的影响一、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

13、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三、热历史对玻璃密度的影响三、热历史对玻璃密度的影响第10页，讲稿共58张，创作于星期二一、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。玻璃的密度与其组成之间的关系非常密切。玻璃的密度与其组成之间的关系非常密切。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定了构成玻璃首先，玻璃组成中的网络形成体氧化物确定了构成玻璃首先，玻璃组成中的网络形成体氧化物确定了构成玻璃首先，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

14、结构单元的体积大小。网络的基本结构单元的体积大小。网络的基本结构单元的体积大小。网络的基本结构单元的体积大小。网络中间体氧化物网络中间体氧化物网络中间体氧化物网络中间体氧化物，当其处于网络空隙中时，通常使玻，当其处于网络空隙中时，通常使玻，当其处于网络空隙中时，通常使玻，当其处于网络空隙中时，通常使玻璃的密度上升。若其成为玻璃网络的一部分时，其对玻璃的密度上升。若其成为玻璃网络的一部分时，其对玻璃的密度上升。若其成为玻璃网络的一部分时，其对玻璃的密度上升。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璃网络紧密程度的影响。璃密度的影响取决于其对玻璃网络紧密程度的影响。璃密度的影响取

15、决于其对玻璃网络紧密程度的影响。璃密度的影响取决于其对玻璃网络紧密程度的影响。第11页，讲稿共58张，创作于星期二网络外体氧化物的阳离子填充在玻璃网络的空隙中，网络外体氧化物的阳离子填充在玻璃网络的空隙中，网络外体氧化物的阳离子填充在玻璃网络的空隙中，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，未引起玻璃网络的扩张当这些阳离子的半径较小，未引起玻璃网络的扩张当这些阳离子的半径较小，未引起玻璃网络的扩张当这些阳离子的半径较小，未引起玻璃网络的扩张时，可增加玻璃的密度。但当网络外体氧化物的阳时，可增加玻璃的密度。但当网络外体氧化物的阳时，可增加玻璃的密度。但当网络外体氧化

16、物的阳时，可增加玻璃的密度。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离子的半径较大时，其对玻璃密度的影响则取决于离子的半径较大时，其对玻璃密度的影响则取决于离子的半径较大时，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。其对玻璃分子质量与分子体积的双重影响。其对玻璃分子质量与分子体积的双重影响。其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公式求得。玻璃的密度可由基于加和法则的经验公式求得。玻璃的密度可由基于加和法则的经验公式求得。玻璃的密度可由基于加和法则的经验公式求得。第12页，讲稿共58张，创作于星期二二、温度对玻璃密度

17、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影响的温度对玻璃密度的影响是温度对玻璃结构影响的温度对玻璃密度的影响是温度对玻璃结构影响的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外在表现。当温度低于玻璃的转变温度外在表现。当温度低于玻璃的转变温度外在表现。当温度低于玻璃的转变温度TgTg时，温时，温时，温时，温度升高玻璃的密度略有下降；温度高于度升高玻璃的密度略有下降；温度高于度升高玻璃的密度略有下降；温度高于度升高玻璃的密度略有下降；温度高于TgTg，玻璃，玻璃，玻璃，玻璃的密度显著下降。的密度显著下降。的密度显著下降。的密度显著下降。第

18、13页，讲稿共58张，创作于星期二三、热历史对玻璃密度的影响三、热历史对玻璃密度的影响从高温急冷所得的玻璃因继承从高温急冷所得的玻璃因继承从高温急冷所得的玻璃因继承从高温急冷所得的玻璃因继承了玻璃熔体高温下的松散、开了玻璃熔体高温下的松散、开了玻璃熔体高温下的松散、开了玻璃熔体高温下的松散、开放结构，其密度较慢冷或退火放结构，其密度较慢冷或退火放结构，其密度较慢冷或退火放结构，其密度较慢冷或退火玻璃小。右图显示，玻璃小。右图显示，玻璃小。右图显示，玻璃小。右图显示，冷却速率冷却速率冷却速率冷却速率越大，玻璃密度越小。越大，玻璃密度越小。越大，玻璃密度越小。越大，玻璃密度越小。冷却速率对硼冕玻璃

19、密度的影响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冷却速率对硼冕玻璃密度的影响A:A:平衡态平衡态平衡态平衡态 B:1 K/h C:1.86 K/h D:9.87 K/hB:1 K/h C:1.86 K/h D:9.87 K/h第14页，讲稿共58张，创作于星期二3.3 玻璃的玻璃的热热学性学性质质玻璃的玻璃的玻璃的玻璃的热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数、热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性为玻璃的主要热学性质。为玻璃的主要热学性质。为玻璃的主要热学性质。为玻璃的主要热学性质。玻璃的热膨胀系数有玻璃的热膨胀系数有玻璃的热膨胀系数有玻璃的热膨胀系数有线膨胀系数线膨胀系数线膨胀

20、系数线膨胀系数 和和和和体膨胀系数体膨胀系数体膨胀系数体膨胀系数 之分，之分，之分，之分，33。玻璃的热膨胀系数（玻璃的热膨胀系数（玻璃的热膨胀系数（玻璃的热膨胀系数（）与）与）与）与玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性密切相关。密切相关。密切相关。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：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（硬质玻璃（硬质玻璃（6010-7/K6010-7/K

21、）软质玻璃（软质玻璃（软质玻璃（软质玻璃（6010-7/K6010-7/K）第15页，讲稿共58张，创作于星期二影响膨胀系数的因素：影响膨胀系数的因素：影响膨胀系数的因素：影响膨胀系数的因素：组成组成组成组成玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨胀系数越小。玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨胀系数越小。玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨胀系数越小。玻璃中非桥氧越少，玻璃的热膨胀系数越小。碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系数增大。碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系数增大。碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系数增大。碱金属氧化物的加入导致玻璃的热膨胀系数增大。碱土金属氧化物的作用与碱金属氧化物类似。碱土金属氧化物的

22、作用与碱金属氧化物类似。碱土金属氧化物的作用与碱金属氧化物类似。碱土金属氧化物的作用与碱金属氧化物类似。热历史热历史热历史热历史对玻璃热膨胀系数的影响与其对玻璃结构的对玻璃热膨胀系数的影响与其对玻璃结构的对玻璃热膨胀系数的影响与其对玻璃结构的对玻璃热膨胀系数的影响与其对玻璃结构的 影响相关联。影响相关联。影响相关联。影响相关联。第16页，讲稿共58张，创作于星期二玻璃的热稳定性是玻璃在非室温条件下使用时最重要的玻璃的热稳定性是玻璃在非室温条件下使用时最重要的玻璃的热稳定性是玻璃在非室温条件下使用时最重要的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。性能之一。性能之一。性能之一。玻

23、璃的热稳定性受玻璃制品的厚度、比热、玻璃的热稳定性受玻璃制品的厚度、比热、玻璃的热稳定性受玻璃制品的厚度、比热、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、热膨胀系数等因素导热系数、密度、强度、弹性模量、热膨胀系数等因素导热系数、密度、强度、弹性模量、热膨胀系数等因素导热系数、密度、强度、弹性模量、热膨胀系数等因素影响。影响。影响。影响。常用下面的公式来表示玻璃的热稳定性：常用下面的公式来表示玻璃的热稳定性：常用下面的公式来表示玻璃的热稳定性：常用下面的公式来表示玻璃的热稳定性：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

24、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，卡玻璃的热容，卡/克克度度d 玻璃的密度，克玻璃的密度，克/厘米厘米3B 常数常数1-2 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第17页，讲稿共58张，创作于星期二3.4 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，从开始加载到断裂为止，所能达它是指玻璃在受力过程中，从开始加载到断裂为止，所能达它是指玻璃在受力过程中，从开始加载到断裂为止，所能达它

25、是指玻璃在受力过程中，从开始加载到断裂为止，所能达承受的承受的承受的承受的最大应力值最大应力值最大应力值最大应力值。按照受力情况的不同，有按照受力情况的不同，有按照受力情况的不同，有按照受力情况的不同，有抗压强度、抗张强度、抗折强度、抗压强度、抗张强度、抗折强度、抗压强度、抗张强度、抗折强度、抗压强度、抗张强度、抗折强度、抗冲击强度抗冲击强度抗冲击强度抗冲击强度等。等。等。等。玻璃的抗压强度一般要比抗张或抗折强度大一个数量级。玻璃的抗压强度一般要比抗张或抗折强度大一个数量级。玻璃的抗压强度一般要比抗张或抗折强度大一个数量级。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、玻璃的理论强度与

26、实际强度一、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、玻璃的硬度与脆性三、玻璃的硬度与脆性三、玻璃的硬度与脆性 第18页，讲稿共58张，创作于星期二一、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1.31010 N/m21.31010 N/m2（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

27、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。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一般玻璃的实际强度为一般玻璃的实际强度为5050200MPa200MPa。第19页，讲稿共58张，创作于星期二二、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方面。影响玻璃强度的因素包括内因和外因两个方面。影响玻璃强度的因素包括内因和外因两个方面。影响玻璃强度的因素包括内因和外因两个方面。内因内因内因内因主要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与微观缺陷。主要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与微观缺陷。主

28、要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与微观缺陷。主要有：玻璃的组成、玻璃的宏观与微观缺陷。外因外因外因外因主要是：玻璃的使用环境（如温度、湿度）、加载主要是：玻璃的使用环境（如温度、湿度）、加载主要是：玻璃的使用环境（如温度、湿度）、加载主要是：玻璃的使用环境（如温度、湿度）、加载 方式、试样的尺寸。方式、试样的尺寸。方式、试样的尺寸。方式、试样的尺寸。第20页，讲稿共58张，创作于星期二玻璃的玻璃的玻璃的玻璃的宏观和微观缺陷宏观和微观缺陷宏观和微观缺陷宏观和微观缺陷与玻璃的熔化过程密切相关，设计与玻璃的熔化过程密切相关，设计与玻璃的熔化过程密切相关，设计与玻璃的熔化过程密切相关，设计合理的组成，减少

29、玻璃的分相发生，提高熔化质量，获取合理的组成，减少玻璃的分相发生，提高熔化质量，获取合理的组成，减少玻璃的分相发生，提高熔化质量，获取合理的组成，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度的重要手段。组成均匀、缺陷少的玻璃是提高玻璃强度的重要手段。组成均匀、缺陷少的玻璃是提高玻璃强度的重要手段。组成均匀、缺陷少的玻璃是提高玻璃强度的重要手段。从常温下开始升温，玻璃的强度从常温下开始升温，玻璃的强度从常温下开始升温，玻璃的强度从常温下开始升温，玻璃的强度先呈下降趋势，当温度升先呈下降趋势，当温度升先呈下降趋势，当温度升先呈下降趋势，当温度升至至至至100100以上

30、，玻璃的强度又开始增大以上，玻璃的强度又开始增大以上，玻璃的强度又开始增大以上，玻璃的强度又开始增大。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。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。玻璃的增强的措施玻璃的增强的措施玻璃的增强的措施玻璃的增强的措施：通常采用退火、钢化、表面处理：通常采用退火、钢化、表面处理：通常采用退火、钢化、表面处理：通常采用退火、钢化、表面处理（表面脱碱、火抛光、酸抛光、表面涂层、表面晶化、（表面脱碱、火抛光、酸抛光、表面涂层、表面晶化、（表面脱碱、火抛光、酸抛光、表面涂层、表面晶化、（表面脱碱、火抛光、酸抛光

31、、表面涂层、表面晶化、离子交换等）、微晶化等措施来提高玻璃的使用强度。离子交换等）、微晶化等措施来提高玻璃的使用强度。离子交换等）、微晶化等措施来提高玻璃的使用强度。离子交换等）、微晶化等措施来提高玻璃的使用强度。第21页，讲稿共58张，创作于星期二三、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一般玻璃的硬度在一般玻璃的硬度在5 57 7之间。之间。之间。之间。玻璃的硬度首先取决于其玻璃的硬度首先取决于其玻璃的硬度首先取决于其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内部化学键的强度和离子的配位数内部化学键的强度和离子的配位数内部化学键的强度和离子的配位数

32、。通常，网络生成体阳离子使玻璃具有高的硬度，而网络外离通常，网络生成体阳离子使玻璃具有高的硬度，而网络外离通常，网络生成体阳离子使玻璃具有高的硬度，而网络外离通常，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。对于同类型的玻璃，随着网络外阳离子使玻璃的硬度下降。对于同类型的玻璃，随着网络外阳离子使玻璃的硬度下降。对于同类型的玻璃，随着网络外阳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，玻璃的硬度上升。子的场强的增大，玻璃的硬度上升。子的场强的增大，玻璃的硬度上升。子的场强的增大，玻璃的硬度上升。各种氧化物提高玻璃硬度的能力由小到大的顺序是：各种氧化

33、物提高玻璃硬度的能力由小到大的顺序是：各种氧化物提高玻璃硬度的能力由小到大的顺序是：各种氧化物提高玻璃硬度的能力由小到大的顺序是：SiOSiO2 2BB2 2OO3 3(MgO(MgOZnOZnOBaO)AlBaO)Al2 2OO3 3FeFe2 2OO3 3KK2 2OONaOPbONaOPbO第22页，讲稿共58张，创作于星期二急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，因而硬度也较小。急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，因而硬度也较小。急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，因而硬度也较小。急冷玻璃由于其结构较慢冷玻璃疏松，因而硬度也较小。玻璃的脆性常用玻璃的脆性常用玻璃的脆性常用玻璃的脆性常用抗冲击强度

34、或抗压强度与抗冲击强度抗冲击强度或抗压强度与抗冲击强度抗冲击强度或抗压强度与抗冲击强度抗冲击强度或抗压强度与抗冲击强度之比之比之比之比来表示。来表示。来表示。来表示。玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、热历史、试样玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、热历史、试样玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、热历史、试样玻璃的脆性与玻璃的成分、宏观均匀性、热历史、试样的形状与厚度等有关。的形状与厚度等有关。的形状与厚度等有关。的形状与厚度等有关。第23页，讲稿共58张，创作于星期二3.5 玻璃的光学性玻璃的光学性质质玻璃的主要光学指数包括折射率、色散。玻璃的玻璃的主要光学指数包括折射率、色散。玻璃的玻璃的

35、主要光学指数包括折射率、色散。玻璃的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、透过。主要光学性质包括玻璃对光的反射、吸收、透过。主要光学性质包括玻璃对光的反射、吸收、透过。主要光学性质包括玻璃对光的反射、吸收、透过。3.5.1 3.5.1 折射率折射率折射率折射率3.5.2 3.5.2 色散色散色散色散3.5.3 3.5.3 玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透过第24页，讲稿共58张，创作于星期二3.5.1 折射率折射率一、折射率定义一、折射率定义一、折射率定义一、折射率定义光通过二物质界面时，光通过二物

36、质界面时，光通过二物质界面时，光通过二物质界面时，射角正弦之比。一般以射角正弦之比。一般以射角正弦之比。一般以射角正弦之比。一般以n n 表示。表示。表示。表示。通常所说的折射率是玻璃对真空的相对折射率，通常所说的折射率是玻璃对真空的相对折射率，通常所说的折射率是玻璃对真空的相对折射率，通常所说的折射率是玻璃对真空的相对折射率，n n等于等于等于等于光在二种介质的传播速度，即：光在二种介质的传播速度，即：光在二种介质的传播速度，即：光在二种介质的传播速度，即：n=sinn=sin1 1/sin/sin2 2=c=c1 1/c/c2 2普通玻璃的普通玻璃的普通玻璃的普通玻璃的n n为为为为1.5

37、1.5左右，左右，左右，左右，n1n1表明，光从光疏介质进入表明，光从光疏介质进入表明，光从光疏介质进入表明，光从光疏介质进入光密介质，速度变慢。光密介质，速度变慢。光密介质，速度变慢。光密介质，速度变慢。第25页，讲稿共58张，创作于星期二二、影响折射率的因素二、影响折射率的因素二、影响折射率的因素二、影响折射率的因素1 1、玻璃的组成、玻璃的组成、玻璃的组成、玻璃的组成光由空气进入玻璃时速度变慢，光由空气进入玻璃时速度变慢，光由空气进入玻璃时速度变慢，光由空气进入玻璃时速度变慢，是因为光通过玻璃时，是因为光通过玻璃时，是因为光通过玻璃时，是因为光通过玻璃时，给出一部分能量，使其速度下降。给

38、出一部分能量，使其速度下降。给出一部分能量，使其速度下降。给出一部分能量，使其速度下降。另一方面，光线另一方面，光线另一方面，光线另一方面，光线由光疏进入光密介质，行进速度下降由光疏进入光密介质，行进速度下降由光疏进入光密介质，行进速度下降由光疏进入光密介质，行进速度下降。因此，组成对因此，组成对因此，组成对因此，组成对n n的影响具有如下关系：的影响具有如下关系：的影响具有如下关系：的影响具有如下关系：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 n增大增大增大增大.玻璃组成中氧化物的分子折

39、射率越大，玻璃组成中氧化物的分子折射率越大，玻璃组成中氧化物的分子折射率越大，玻璃组成中氧化物的分子折射率越大，n n越大。越大。越大。越大。离子的极化度越大，离子的极化度越大，离子的极化度越大，离子的极化度越大，n n越小。半径大，易极化，离子越小。半径大，易极化，离子越小。半径大，易极化，离子越小。半径大，易极化，离子 折射度大，折射度大，折射度大，折射度大，n 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-ONf-O键键键键 较强，不易极化，离子折射度小。较强，不易极化，离子折射度小。较强，不易极化，离子折射度小。较强，不

40、易极化，离子折射度小。第26页，讲稿共58张，创作于星期二2 2、温度的影响、温度的影响、温度的影响、温度的影响室温下，室温下，室温下，室温下，n n一般随温度的升高略有上升。一般随温度的升高略有上升。一般随温度的升高略有上升。一般随温度的升高略有上升。n=0.1 12.08*10n=0.1 12.08*10-6-6主要是温度对玻璃的折射度的影响造成的。主要是温度对玻璃的折射度的影响造成的。主要是温度对玻璃的折射度的影响造成的。主要是温度对玻璃的折射度的影响造成的。第27页，讲稿共58张，创作于星期二3、波长的影响、波长的影响光波波长不同，光波波长不同，光波波长不同，光波波长不同，n n不同，

41、此即色散观象。不同，此即色散观象。不同，此即色散观象。不同，此即色散观象。总趋势：总趋势：总趋势：总趋势：增大，增大，增大，增大，n n减小。（因减小。（因减小。（因减小。（因 增大，频率增大，频率增大，频率增大，频率减小，电磁场交变变慢，光损失减小，减小，电磁场交变变慢，光损失减小，减小，电磁场交变变慢，光损失减小，减小，电磁场交变变慢，光损失减小，n n减小）减小）减小）减小）第28页，讲稿共58张，创作于星期二3.5.2 色散色散一、定义一、定义一、定义一、定义折射率随波长变化而变化的现象。折射率随波长变化而变化的现象。折射率随波长变化而变化的现象。折射率随波长变化而变化的现象。二、二、

42、二、二、正常色散正常色散正常色散正常色散 ：增大，增大，增大，增大，n n减小。减小。减小。减小。反常色散反常色散反常色散反常色散 ：在可见光范围内，在可见光范围内，在可见光范围内，在可见光范围内，n n随随随随 增大而增大而增大而增大而减小，当光波接近材料吸收带时，减小，当光波接近材料吸收带时，减小，当光波接近材料吸收带时，减小，当光波接近材料吸收带时，n n急剧增大。急剧增大。急剧增大。急剧增大。原因原因原因原因：光通过玻璃时，某些离子的电子随光波的变化而：光通过玻璃时，某些离子的电子随光波的变化而：光通过玻璃时，某些离子的电子随光波的变化而：光通过玻璃时，某些离子的电子随光波的变化而产生

43、振动，当电子振动的自然频率等于光波的振动频率产生振动，当电子振动的自然频率等于光波的振动频率产生振动，当电子振动的自然频率等于光波的振动频率产生振动，当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，光速大时，发生共振，振动加强。从而大量吸收光能，光速大时，发生共振，振动加强。从而大量吸收光能，光速大时，发生共振，振动加强。从而大量吸收光能，光速大大减小，大减小，大减小，大减小，n n急剧增大。急剧增大。急剧增大。急剧增大。第29页，讲稿共58张，创作于星期二三、色差三、色差复色光通过光学系统时，由于不同，复色光通过光学系统时，由于不同，复色光通过光学系统时，由于

44、不同，复色光通过光学系统时，由于不同，n n不同因而成像不同因而成像不同因而成像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。在轴上的位置不同，从而呈现彩色光带的现象。在轴上的位置不同，从而呈现彩色光带的现象。在轴上的位置不同，从而呈现彩色光带的现象。消除办法消除办法消除办法消除办法：利用冕牌玻璃的凸透镜和火石玻璃的凹透：利用冕牌玻璃的凸透镜和火石玻璃的凹透：利用冕牌玻璃的凸透镜和火石玻璃的凹透：利用冕牌玻璃的凸透镜和火石玻璃的凹透 镜组合消除色差。镜组合消除色差。镜组合消除色差。镜组合消除色差。第30页，讲稿共58张，创作于星期二3.5.3 玻璃的反射、吸收、透过玻璃的反射、吸收、透

45、过当光束照射到玻璃上，一部分光被玻璃表面反射，一部当光束照射到玻璃上，一部分光被玻璃表面反射，一部当光束照射到玻璃上，一部分光被玻璃表面反射，一部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，另一部分光透过玻璃。这三部分与入分被玻璃所吸收，另一部分光透过玻璃。这三部分与入分被玻璃所吸收，另一部分光透过玻璃。这三部分与入分被玻璃所吸收，另一部分光透过玻璃。这三部分与入射光强度之比分别为反射系数射光强度之比分别为反射系数射光强度之比分别为反射系数射光强度之比分别为反射系数R R、吸收系数、吸收系数、吸收系数、吸收系数KK、透过率、透过率、透过率、透过率T T，且且且且R+K+T=

46、1R+K+T=1。一、光的反射一、光的反射一、光的反射一、光的反射二、玻璃对光的吸收与透过二、玻璃对光的吸收与透过二、玻璃对光的吸收与透过二、玻璃对光的吸收与透过第31页，讲稿共58张，创作于星期二一、光的反射一、光的反射反射率反射率反射率反射率R R用来表示用来表示用来表示用来表示玻璃对光的反射能力玻璃对光的反射能力玻璃对光的反射能力玻璃对光的反射能力。它与玻璃的。它与玻璃的。它与玻璃的。它与玻璃的光滑程度、光的入射角、频率及玻璃的折射率有关。光滑程度、光的入射角、频率及玻璃的折射率有关。光滑程度、光的入射角、频率及玻璃的折射率有关。光滑程度、光的入射角、频率及玻璃的折射率有关。当入射角为当

47、入射角为当入射角为当入射角为90900 0时：时：时：时：R R（）n-1n-1n+1n+12 2所以，所以，所以，所以，n n越大，越大，越大，越大，R R越大。越大。越大。越大。反射会导致光损失，降低透率。依此原理，可制造反射会导致光损失，降低透率。依此原理，可制造反射会导致光损失，降低透率。依此原理，可制造反射会导致光损失，降低透率。依此原理，可制造反光膜、增透膜。反光膜、增透膜。反光膜、增透膜。反光膜、增透膜。第32页，讲稿共58张，创作于星期二二、玻璃对光的吸收与透过二、玻璃对光的吸收与透过玻璃对光的吸收与透过遵循玻璃对光的吸收与透过遵循玻璃对光的吸收与透过遵循玻璃对光的吸收与透过遵

48、循兰比尔定律兰比尔定律兰比尔定律兰比尔定律,即即即即 dI/d dI/d l l =-I =-I (I/Io)=-l(I/Io)=-l T =-lT =-l T =e T =e ll式中：式中：式中：式中：T T 透光率透光率透光率透光率 I I 进入玻璃的入射光的强度进入玻璃的入射光的强度进入玻璃的入射光的强度进入玻璃的入射光的强度(已扣除反射部分已扣除反射部分已扣除反射部分已扣除反射部分)Io Io 透过玻璃的光强度透过玻璃的光强度透过玻璃的光强度透过玻璃的光强度 e e 自然对数的底自然对数的底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着色剂的吸收系数着色剂的吸收系数 l

49、 l 玻璃的厚度玻璃的厚度玻璃的厚度玻璃的厚度第33页，讲稿共58张，创作于星期二对于颜色玻璃对于颜色玻璃对于颜色玻璃对于颜色玻璃,与着色剂的种类与浓度有关与着色剂的种类与浓度有关与着色剂的种类与浓度有关与着色剂的种类与浓度有关。即。即。即。即=c=c其中其中其中其中、c c分别为各着色剂的吸收系数与浓度。分别为各着色剂的吸收系数与浓度。分别为各着色剂的吸收系数与浓度。分别为各着色剂的吸收系数与浓度。由于着色剂的存在由于着色剂的存在由于着色剂的存在由于着色剂的存在,颜色玻璃表现出颜色玻璃表现出颜色玻璃表现出颜色玻璃表现出对可见光的选择性吸收对可见光的选择性吸收对可见光的选择性吸收对可见光的选择

50、性吸收。第34页，讲稿共58张，创作于星期二在实践中常以光密度在实践中常以光密度在实践中常以光密度在实践中常以光密度D D来表示玻璃对光的吸收与反射来表示玻璃对光的吸收与反射来表示玻璃对光的吸收与反射来表示玻璃对光的吸收与反射损失。损失。损失。损失。D D与与与与T T的关系如下的关系如下的关系如下的关系如下:D=logD=log（1/T1/T）玻璃对可见光的吸收与反射能力是评价隔热玻璃性能玻璃对可见光的吸收与反射能力是评价隔热玻璃性能玻璃对可见光的吸收与反射能力是评价隔热玻璃性能玻璃对可见光的吸收与反射能力是评价隔热玻璃性能的重要依据。的重要依据。的重要依据。的重要依据。第35页，讲稿共58