玻璃生產(chǎn)基礎(chǔ)全部課件

玻璃生產(chǎn)基礎(chǔ)考試課：最終成績(jī)的構(gòu)成為平時(shí)成績(jī)占30%、期末考試成績(jī)占70%。平時(shí)成績(jī)：作業(yè)、課堂表現(xiàn)、出勤第1章

緒論1.1玻璃的定義與結(jié)構(gòu)

玻璃的定義玻璃的結(jié)構(gòu)玻璃結(jié)構(gòu)的研究方法1.1.1玻璃的定義玻璃㈠概念:狹義概念：凝固時(shí)基本不結(jié)晶的(無機(jī))熔融物.廣義概念：結(jié)構(gòu)上完全表現(xiàn)為長(zhǎng)程無序的，性能上具有轉(zhuǎn)變特性的非晶態(tài)固體。（具有轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的非晶態(tài)材料.）(二)分類無機(jī)玻璃：石英玻璃、鈉鈣硅玻璃、光學(xué)玻璃、氟化物玻璃等金屬玻璃：軟磁性合金、高強(qiáng)度無定形合金有機(jī)玻璃：環(huán)氧樹脂無定形炭：炭黑、碳膜凝膠：硅膠、硅礬土等非晶態(tài)半導(dǎo)體

硒系玻璃：靜電復(fù)印用Se膜、顯像管用光電導(dǎo)膜非晶態(tài)元素玻璃：光伏用無定形半導(dǎo)體

1.1.2玻璃的結(jié)構(gòu)一、玻璃的結(jié)構(gòu)理論玻璃結(jié)構(gòu)是指組成玻璃的離子或原子在空間的基本幾何構(gòu)造單元晶子學(xué)說：玻璃是由無數(shù)“晶子”所組成，“晶子”分散在無定形介質(zhì)中，從晶子部分到無定形部分是逐漸過渡的，兩者之間并無明顯界線。

（1921年列別捷夫在研究玻璃退火時(shí)發(fā)現(xiàn)，玻璃的折射率隨溫度變化曲線在573°出現(xiàn)突然的變化）“晶子”尺寸4-10A,2-4個(gè)四面體,數(shù)量80%證實(shí):X-射線結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)衍射峰位置不同點(diǎn)玻璃相同寬廣（彌散狀）方石英晶體相同尖銳晶體細(xì)粉相同寬廣（彌散狀）

方石英、硅氧凝膠和熔融石英XRD衍射圖2.無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：硅酸鹽玻璃是由硅氧四面體[SiO4]為結(jié)構(gòu)單元的三維空間網(wǎng)絡(luò)所組成,[SiO4]排列是無序的,缺乏對(duì)稱性和周期性的重復(fù),堿金屬離子和堿土金屬離子均勻地分布在非橋氧附近的[SiO4]之間的空隙中,以維持局部的電中性W.H.Zachariasen1932年提出，1933年瓦倫（Warren)通過一系列X-射線結(jié)構(gòu)分析證實(shí)無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說認(rèn)為氧化物形成玻璃應(yīng)具備的條件：每個(gè)氧離子應(yīng)與小于或等于2個(gè)陽離子相連接陽離子的配位數(shù)是3或4網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)單元通過頂角連相連，不能共邊或共面每個(gè)結(jié)構(gòu)單元至少有三個(gè)頂角相連，形成三維無規(guī)則連續(xù)網(wǎng)絡(luò)具備此條件的氧化物有：SiO2、B2O3、GeO2、P2O5、V2O5、Ta2O5、Sb2O5“晶子”學(xué)說在微觀上強(qiáng)調(diào)玻璃的有序性、微不均勻性和不連續(xù)性（可解釋玻璃分相、析晶）無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說在宏觀上強(qiáng)調(diào)了玻璃中多面體排列的連續(xù)性、均勻性和無序性（可解釋各向同性和變化的漸變性等）玻璃態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：短程有序，長(zhǎng)程無序。在宏觀上玻璃主要表現(xiàn)為無序性、均勻性和連續(xù)性；在微觀上又是有序性、微不均勻性和不連續(xù)性二、傳統(tǒng)玻璃結(jié)構(gòu)1.硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)1）石英玻璃結(jié)構(gòu)成分:SiO2原子數(shù)比:1:2，制造方法:CVD、PVD結(jié)構(gòu):以硅氧四面體[SiO4]為結(jié)構(gòu)單元的三維空間架狀結(jié)構(gòu).[SiO4]之間以鍵角相連,鍵角大約120°～180°（比方石英寬125～162°）結(jié)構(gòu)特點(diǎn):無序的、均勻的。有序范圍7-8

?

OSi■Si-O鍵性是極性共價(jià)鍵,離子鍵和共價(jià)鍵各占50%

Si-O鍵強(qiáng)：約443KJ/mol■石英玻璃性能：黏度大，機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性好等石英玻璃與石英晶體在結(jié)構(gòu)上的

相同點(diǎn)與不同點(diǎn)相同點(diǎn)：都以硅氧四面體[SiO4]為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)不同點(diǎn)：Si-O-Si鍵角大幅度改變，導(dǎo)致玻璃中的硅與硅距離的可變性2）堿硅酸鹽玻璃

橋氧：每個(gè)氧為兩個(gè)硅原子所共用；-Si-O-Si-非橋氧：與一個(gè)硅原子結(jié)合的氧-O-Si-玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)表達(dá)式X=2R-ZY=2Z-2RX----非橋氧；Y----橋氧；Z----配位數(shù)；R----O/陽離子（原子比）結(jié)構(gòu)：堿金屬氧化物使[SiO4]連接的三度空間的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生斷裂，出現(xiàn)非橋氧，堿金屬離子在非橋氧附近的網(wǎng)穴中以維持局部電中性性能：黏度小，熱膨脹系數(shù)大，強(qiáng)度低，化穩(wěn)差，固體玻璃沒實(shí)用價(jià)值應(yīng)用：水玻璃，SiO2:Na2O=1:1,K2O:SiO2或Na2OSiO2先制成熔塊，加水熬煮成粘稠狀。做防水劑、膠水等3）鈉鈣硅玻璃結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：以[SiO4]為結(jié)構(gòu)單元，Ca2+、Na+在非橋氧附近的網(wǎng)穴Ca2+作用:限制Na+活動(dòng),強(qiáng)化玻璃結(jié)構(gòu)的作用(壓制效應(yīng))性質(zhì):一系物理化學(xué)性能變好,成為各種實(shí)用玻璃的基礎(chǔ).如瓶罐玻璃、平板玻璃、器皿玻璃、保溫瓶玻璃等鈉鈣硅玻璃成分范圍：SiO2

68～82%CaO6

～16%Na2O12

～18%還有少量的AI2O3和MgO2硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)1）B2O3玻璃鍵性:極性共價(jià)鍵(共價(jià)鍵成分占56%)鍵強(qiáng)：498KJ/mol結(jié)構(gòu)：以[BO3]為結(jié)構(gòu)單元互相連接的硼氧三元環(huán)組成的二度空間網(wǎng)絡(luò)的層狀結(jié)構(gòu)性能：玻璃軟化點(diǎn)低（450℃）、化穩(wěn)差、熱膨脹系數(shù)大沒有實(shí)用價(jià)值2)堿硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)：以[BO3]三角體和[BO4]四面體為結(jié)構(gòu)單元組成的三度空間架狀結(jié)構(gòu)，堿金屬離子在[BO4]附近性能：比堿硅玻璃性能好硼反?，F(xiàn)象：玻璃的性能隨Na2O的加入出現(xiàn)極值的現(xiàn)象反常點(diǎn)（極值點(diǎn)）：在Na2O含量的15~16%處，原因：Na2O含量≤15~16%，

Na2O提供的氧使[BO3]轉(zhuǎn)變?yōu)閇BO4]，形成三維空間架狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)Na2O含量﹥16%后，Na2O提供的氧不是用于生成[BO4]，而是以非橋氧的形式出現(xiàn)在三角體中，使結(jié)構(gòu)減弱，導(dǎo)致性能下降3)鈉硼硅玻璃結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：以[SiO4]和[BO4]為結(jié)構(gòu)單元組成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)性能：熱膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好。化學(xué)儀器玻璃等硼反常：在鈉硅玻璃中加入氧化硼時(shí)，性質(zhì)變化曲線出現(xiàn)極值的現(xiàn)象。當(dāng)Na2O含量不變時(shí)，用B2O3取代SiO2時(shí)，折射率、密度、硬度出現(xiàn)極大值;熱膨脹系數(shù)出現(xiàn)極小值;電導(dǎo)率、介電損耗、表面張力不出現(xiàn)極值極值點(diǎn)位置：Na2O/B2O3=1原因：當(dāng)B2O3﹤Na2O時(shí)，硼是以[BO4]形式出現(xiàn)，玻璃性能好；當(dāng)B2O3﹥Na2O時(shí)，部分硼以[BO3]形式出現(xiàn)，玻璃性能變差，所以在Na2O/B2O3=1處出現(xiàn)極值硼-鋁反常：在鈉硼鋁硅玻璃中，Al2O3代替SiO2，當(dāng)玻璃中B2O3含量不同時(shí)性質(zhì)出現(xiàn)不同形狀的曲線，這種現(xiàn)象叫硼-鋁反?，F(xiàn)象。密度、硬度、彈性模數(shù)也出現(xiàn)硼-鋁反?，F(xiàn)象，介電常數(shù)模糊，色散，介電損耗等不出現(xiàn)分相現(xiàn)象：當(dāng)玻璃中B2O3含量較多時(shí)，在低共熔以下熱處理時(shí),溫度和時(shí)間控制不當(dāng)，易出現(xiàn)互不相溶的富硅氧相合富堿硼相堿硼酸鹽玻璃有時(shí)退火后性能下降的原因是由于產(chǎn)生連通狀的分相現(xiàn)象分相現(xiàn)象的應(yīng)用：利用分相現(xiàn)象制造微孔玻璃和高硅氧玻璃3磷酸鹽玻璃1)P2O5玻璃結(jié)構(gòu):以[PO4]四面體為結(jié)構(gòu)單元的二維空間層狀結(jié)構(gòu),層與層間靠的是較弱的范德華力維系.[-O-P=O]性質(zhì)：黏度小、熱膨脹系數(shù)大、化穩(wěn)差，無實(shí)用價(jià)值2)R2O-P2O5玻璃：由[PO4]四面體組成的鏈狀結(jié)構(gòu)RO-P2O5玻璃：當(dāng)RO含量為0~50%范圍內(nèi)，隨著RO含量的增加，玻璃的軟化溫度上升，熱膨脹系數(shù)下降，說明P2O5玻璃中加入RO使結(jié)構(gòu)加強(qiáng)3)AlPO4-BPO4-SiO2能形成玻璃應(yīng)用：制造光學(xué)玻璃、透紫外線玻璃、吸熱玻璃、耐氟酸玻璃、是一種較好的生物功能材料等等其他氧化物玻璃結(jié)構(gòu)：

凡能通過橋氧形成聚合結(jié)構(gòu)的氧化物，都有可能形成玻璃。

鋁酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)

Al2O3-CaO系統(tǒng)鋁硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)

BaO-Al2O3-B2O3系統(tǒng)鈹酸鹽、釩酸鹽等類型玻璃結(jié)構(gòu)鈹酸鹽玻璃：33.3La2O3·66.7BeO3BaO·20CaO·50BeO

釩酸鹽玻璃：BaO-ZnO-V2O5系統(tǒng)三、重金屬氧化物玻璃1)重金屬氧化物玻璃定義及特性以重金屬氧化物主要是以PbO、Bi2O3等以高原子質(zhì)量金屬氧化物為主形成的玻璃含量大于50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）不能單獨(dú)形成玻璃,必須加第二或第三組分(網(wǎng)絡(luò)形成體氧化物)才能形成玻璃已知重金屬氧化物玻璃體系有：PbO-SiO2、

PbO-B2O3、

PbO-Bi2O3-SiO2、

PbO-Bi2O3-B2O3、

PbO-P2O5、

PbO-Bi2O3-P2O5等2)結(jié)晶化學(xué)、熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)條件從熱力學(xué)來看，因其內(nèi)能高于晶體，不利于玻璃的形成結(jié)晶化學(xué)來看，鍵性主要為離子鍵，少部分共價(jià)鍵，所以單一氧化物或沒有網(wǎng)絡(luò)形成體的二元系統(tǒng)難以形成玻璃從動(dòng)力學(xué)角度看，重金屬氧化物形核及晶體長(zhǎng)大需要的活化能小，不利于重金屬氧化物的形成3)重金屬氧化物玻璃的形成規(guī)律當(dāng)重金屬氧化物中加入一定量網(wǎng)絡(luò)形成體氧化物時(shí)，網(wǎng)絡(luò)形成體氧化物會(huì)以[BO3]、[SiO4]或[PO4]為結(jié)構(gòu)單元的島狀形式存在，重金屬氧化物均勻地分散在其周圍，從而在遷移時(shí)被網(wǎng)絡(luò)體氧化物所阻礙；重金屬離子在非橋氧附近，平衡電中性，起積聚作用和極化作用，有利于重金屬氧化物玻璃的形成。xPbO.yBi2O3.zFO，其形成玻璃規(guī)律及關(guān)系式為

x+y+z=100當(dāng)F為SiO2時(shí)：x+2y=4z當(dāng)F為P2O5、

B2O3時(shí)：x+2y=6z四、非氧化物玻璃的結(jié)構(gòu)1、硫系玻璃硫系玻璃是指由第六主族及相鄰元素（S、Se、Te、As、Sb、Ge）等元素構(gòu)成的一類具有無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的玻璃。玻璃中不含氧1）單質(zhì)硫、硒都能形成玻璃態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)：以S8環(huán)狀為結(jié)構(gòu)單元的聚合長(zhǎng)鏈2）硫?qū)倩衔锊Ａ?，主要是?硫系統(tǒng)，As2S3

、As2Se3結(jié)構(gòu)：類似于線性有機(jī)聚合體的鏈狀結(jié)構(gòu)制備過程：一般將配合料加入透明石英玻璃容器，進(jìn)行真空密封后，置于電爐中加熱熔融，再按一定的工藝進(jìn)行冷卻制得玻璃(硫系有毒)應(yīng)用：做半導(dǎo)體材料、透紅外材料、電子封接材料和光電導(dǎo)體2、鹵化物玻璃通常由金屬鹵化物（主要是氟化物）組成結(jié)構(gòu)：如BeF2玻璃是以[BeF4]四面體為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的三維空間的架狀結(jié)構(gòu)，其它鹵化物易形成層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)，添加堿金屬氟化物和AlF3等組分也可形成玻璃應(yīng)用：超低折射和色散的光學(xué)材料和電子封接材料制備時(shí)應(yīng)注意的問題：密封熔制和快速冷卻3、金屬玻璃的結(jié)構(gòu)

金屬玻璃是金屬合金經(jīng)過快速凝固的方法制成的非晶態(tài)玻璃材料。兼有玻璃和金屬的特性，且有超常的物理化學(xué)性能1974年制得mm級(jí)，現(xiàn)能制造塊狀金屬玻璃目前開發(fā)的金屬玻璃系統(tǒng)有Fe-B、Mo-Ru-Si、Zr-Ni、Mg-Zn、Fe-P-C、Co-Fe、Si-B、Pd-Cu-Ni-P、Fe-Si-B、Fe-S-B-C理論尚未完善“微晶”無序模型：

結(jié)構(gòu)中有微晶粒拓?fù)錈o序模型：結(jié)構(gòu)是均勻連續(xù)的，不存在微晶與晶界4、有機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)

有機(jī)玻璃是一種透明塑料，它由甲基丙烯酸甲酯（MMA）本體聚合而成，有機(jī)玻璃工業(yè)也稱聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）1901年由德國(guó)羅姆合成，1927年由羅姆和哈斯在德國(guó)小批量生產(chǎn)軟而透明的膠狀物，1930年由希爾制成聚甲基丙烯酸甲酯透明板應(yīng)用：飛機(jī)的窗玻璃、展示柜、隔音板等1.1.2玻璃結(jié)構(gòu)的研究方法1.2玻璃的性質(zhì)

根據(jù)玻璃不同性質(zhì)間的共同特點(diǎn)，可將玻璃的性質(zhì)分為三類。第一類是與玻璃中離子遷移有關(guān)的性質(zhì)。第二類性質(zhì)主要與玻璃的網(wǎng)絡(luò)骨架及網(wǎng)絡(luò),與網(wǎng)絡(luò)外陽離子的相互作用有關(guān)。第三類性質(zhì)包括玻璃的光吸收、顏色等。這些性質(zhì)與玻璃中離子的電子躍遷及原子或原子團(tuán)的振動(dòng)有關(guān)。1.2.1玻璃的光學(xué)性質(zhì)

玻璃的主要光學(xué)指數(shù)包括折射率、色散。玻璃的主要光學(xué)性質(zhì)包括玻璃對(duì)光的反射、吸收、透過。

一、折射率二、色散三、玻璃的反射、吸收、透過絕對(duì)折射率n0=c0/cc0真空中光速相對(duì)折射率n=c1/cc1空氣中光速光在玻璃中的折射示意圖

一、玻璃的折射率refractiveindex1.定義N=sini/sin圖在光波作用下玻璃中離子的電子云變形

光波為電磁波，對(duì)于玻璃是一外加交變電場(chǎng)，通過時(shí)會(huì)引起玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的極化變形，離子偶極矩改變所需能量來自光波，光波能量減小，傳播速度降低。n>1，即光在玻璃中的傳播速度降低。原因？2.影響因素①d越大，N越大②離子極化率越大，N越大（1）組成a.電價(jià)相同半徑大和小的N大。r小降低分子體積使密度增大；r大的極化率大。陽離子半徑與玻璃折射率的關(guān)系曲線r/?b.NF減小折射率半徑小,電價(jià)高,不易極化，且束縛Ob的電子云不被極化c.Onb

量越大N越高F-代O2-降低N（因F-的折射度2.4小于氧7.0）（2）溫度T（1）d減小——n減?。?）電子振動(dòng)頻率減小,n增大。（3）入射光波長(zhǎng)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，折射率越小。3.色散定義：玻璃的n隨入射光波長(zhǎng)不同而不同的現(xiàn)象?！し闯Ｉ?光波波長(zhǎng)接近于材料吸收帶時(shí)折射率發(fā)生急劇變化，吸收帶長(zhǎng)波側(cè)折率高而短波方向折射率低。·正常色散:折射率隨波長(zhǎng)減小而增大，色散隨光波波長(zhǎng)減

小而更迅速變化。二、色散1.定義：折射率隨波長(zhǎng)變化而變化的現(xiàn)象?！し闯Ｉ?光波波長(zhǎng)接近于材料吸收帶時(shí)折射率發(fā)生急劇變化，吸收帶長(zhǎng)波側(cè)折率高而短波方向折射率低。2.正常色散:折射率隨波長(zhǎng)減小而增大，色散隨光波波長(zhǎng)減

小而更迅速變化。

色散的表示方法：在數(shù)值上是以折射率之差來表示的。如：平均色散nF-nC，部分色散nd-nD等。色散倒數(shù)又稱阿貝數(shù)，記為ν。ν=（nD-1）/（nF-nC）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)鈉光譜中的D線－波長(zhǎng)589.3納米黃色氦光譜中的d線－波長(zhǎng)587.36納米黃色氫光譜中的F線－波長(zhǎng)486.4納米淺藍(lán)氫光譜中的C線－波長(zhǎng)656.3納米紅色汞光譜中的g線－波長(zhǎng)435.8納米淺藍(lán)氫光譜中的G線－波長(zhǎng)434.1納米淺藍(lán)上述波長(zhǎng)測(cè)得的折射率分別用nD、nd、nF、nC、ng、nG表示。3．色差色差：復(fù)色光通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，由于各自的折射率不同因而成像在軸上的位置不同，從而呈現(xiàn)彩色光帶的現(xiàn)象。消除辦法：利用冕牌玻璃的凸透鏡和火石玻璃的凹透鏡組合消除色差。折射率低且色散大于55的玻璃稱為冕牌玻璃，把折射率高而色散小于50的玻璃稱為火石玻璃。

三、

玻璃的反射、吸收、透過當(dāng)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，另一部分光透過玻璃。這三部分與入射光強(qiáng)度之比分別為反射系數(shù)R、吸收系數(shù)A、透過率T，且R+A+T=1。

1.光的反射反射率R用來表示玻璃對(duì)光的反射能力。它與玻璃的光滑程度、光的入射角、頻率及玻璃的折射率有關(guān)。

當(dāng)入射角為90°時(shí)，綜上，n越大，R越大。反射會(huì)導(dǎo)致光損失，降低透率。依此原理，可制造反光膜、增透膜。

2.玻璃對(duì)光的吸收與透過玻璃對(duì)光的吸收與透過遵循蘭比爾定律,即dI/dl=-αI㏑(I/Io)=-αl㏑T=-αlT=e–αl

式中

T透光率

I進(jìn)入玻璃的入射光的強(qiáng)度(已扣除反射部分)Io透過玻璃的光強(qiáng)度

e自然對(duì)數(shù)的底

α著色劑的吸收系數(shù)

l

玻璃的厚度

對(duì)于顏色玻璃,α與著色劑的種類與濃度有關(guān)。即

α=∑εc

其中ε、c分別為各著色劑的吸收系數(shù)與濃度。由于著色劑的存在,顏色玻璃表現(xiàn)出對(duì)可見光的選擇性吸收。1.2.2玻璃的機(jī)械性質(zhì)它是指玻璃在受力過程中，從開始加載到斷裂為止，所能達(dá)承受的最大應(yīng)力值。按照受力情況的不同，有抗壓強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度等。玻璃的抗壓強(qiáng)度一般要比抗張或抗折強(qiáng)度大一個(gè)數(shù)量級(jí)。一、玻璃的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度二、影響玻璃強(qiáng)度的因素三、玻璃的硬度與脆性一、玻璃的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度對(duì)于硅酸鹽玻璃的理論強(qiáng)度約為1.3×1010N/m2（13GPa）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的玻璃強(qiáng)度要比上述數(shù)值低2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。一般玻璃的實(shí)際強(qiáng)度為50～200MPa。

二.影響玻璃強(qiáng)度的因素（1）表面狀態(tài)微裂紋使玻璃的抗張、抗折強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低1/10~1/15。（2）玻璃組成鍵強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)緊密則強(qiáng)度高?？商岣邚?qiáng)度的有CaO、BaO、B2O3(<15%)、Al2O3、ZnO等。（4）活性介質(zhì)（極性物質(zhì)如酸、堿）作用：①滲入裂紋使裂紋擴(kuò)展②起化學(xué)反應(yīng)使結(jié)構(gòu)破壞。水可大大降低σf。干空氣、非極性物質(zhì)、憎水性有機(jī)硅對(duì)σf影響小。（3）玻璃中的缺陷宏觀缺陷（氣泡、結(jié)石、結(jié)瘤）微觀缺陷（分相、析晶、點(diǎn)缺陷等）界面處有應(yīng)力。（5）殘余應(yīng)力非均勻分布的應(yīng)力使強(qiáng)度大大降低。

T

，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇以抗衡分子間引力，σf↓。

200C后可能由塑性變形使σf。200CTσf（6）溫度（7）疲勞現(xiàn)象解釋：裂紋尖端在集中的應(yīng)力作用下加快了與水分的作用，而水分溶解了一部分玻璃，從而延長(zhǎng)裂紋，達(dá)到臨界長(zhǎng)度就發(fā)生斷裂。定義：玻璃長(zhǎng)時(shí)間在交變載荷的作用下，在遠(yuǎn)低于其極限應(yīng)力的情況下發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象。

加荷速度越大，時(shí)間越長(zhǎng)，強(qiáng)度越小。①只有水分存在時(shí)才有疲勞現(xiàn)象。真空則無。②溫度較低時(shí)無（反應(yīng)速度慢），溫度升高疲勞現(xiàn)象加劇。結(jié)論：玻璃增強(qiáng)(1)物理鋼化:使玻璃表面產(chǎn)生均勻分布的壓應(yīng)力層。(2)化學(xué)鋼化:r大離子取代r小離子(3)貼層玻璃:在玻璃表面貼一層α低的物質(zhì)（陶瓷釉）(4)火拋光:使玻璃表面?zhèn)?、裂紋彌合。(5)覆蓋硅有機(jī)化合物放入氯硅烷（SiCl4）溶液中，通過水解在玻璃表面形成SiO2膜。使微裂紋彌合，形成壓應(yīng)力層。三、玻璃的硬度和脆性（hardnessandbrittleness)

H=1.854P/l2l--對(duì)角線長(zhǎng)(mm)P--載荷（Kgf/mm2）2.表示方法：顯微硬度莫氏硬度（5~7）研磨硬度刻劃硬度顯微硬度（壓痕法）正方錐以一定載荷壓在玻璃表面，得一壓痕，用顯微鏡測(cè)其對(duì)角線長(zhǎng)度。硬度1.意義：玻璃抵抗其它物體侵入其內(nèi)部的能力。*F離子使H提高。M離子使H降低。*同類玻璃，M離子場(chǎng)強(qiáng)越大H越高。*陽離子N越大H越高。*各組分對(duì)H的提高作用：

SiO2>B2O3>(MgOZnOBaO)>Al2O3>Fe2O3>K2O>Na2O>PbO3.組成對(duì)硬度的影響2.表示方法

(1)玻璃破壞時(shí)受到的沖擊強(qiáng)度表示。

(2)脆弱度:D=C/SC是耐壓強(qiáng)度∑Ph

V∑Ph為總功V為試樣體積S=脆性1.定義：當(dāng)負(fù)荷超過玻璃的極限強(qiáng)度時(shí)立即破裂的現(xiàn)象。(3)脆裂負(fù)荷:壓痕發(fā)生破裂時(shí)的負(fù)荷值.3.影響因素*R+、R2+使脆性增大，且隨其半徑增大而上升。*B3+處于三角體時(shí)脆性較小。*試樣越厚抗沖擊強(qiáng)度越小。*淬火試樣強(qiáng)度比退火樣大5~7倍。1.定義：物質(zhì)單位體積的質(zhì)量d=m/V

是表征玻璃結(jié)構(gòu)的一個(gè)標(biāo)志,

生產(chǎn)上用于日?？刂撇ＡС煞帧?.2.3玻璃的密度density2.影響因素密度取決于原子質(zhì)量、堆積密度及配位數(shù)等。（1）組成（2）溫度（3）熱歷史（4）壓力（1）組成*

單組分玻璃密度最小.*r較小的M離子填充網(wǎng)絡(luò)，使d增大。而r大的（K+、Ba2+）使d減小。*

配位數(shù)B3+為[BO4],中間體氧化物為[IO6]

時(shí)密度增大。（硼反常，鋁反常）（2）溫度

T(室溫~1300C)

d(6~12%)（3）熱歷史*淬火玻璃比退火玻璃密度小。*玻璃析晶后密度增大（析晶是有序化過程）（4）壓力*加壓方法不同的加壓方法對(duì)密度的變化不同。*組成不同隨壓力變化不同。含M較多的玻璃變化較小，因其結(jié)構(gòu)空隙已被填充。1.2.4玻璃的熱學(xué)性質(zhì)玻璃的主要熱學(xué)性質(zhì)：熱膨脹系數(shù)、熱穩(wěn)定性。玻璃的熱膨脹系數(shù)有線膨脹系數(shù)α和體膨脹系數(shù)β之分，β≈3α。玻璃的熱膨脹系數(shù)（α）與玻璃的退火、玻璃封接、玻璃的熱穩(wěn)定性密切相關(guān)。根據(jù)玻璃的熱膨脹系數(shù)大小可將玻璃劃分為：硬質(zhì)玻璃（α＜60×10-7/K）和軟質(zhì)玻璃（α＞60×10-7/K）。一、玻璃的熱膨脹系數(shù)(coefficientofthermalexpense)1.熱膨脹現(xiàn)象常溫質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近作簡(jiǎn)諧振動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）高溫質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)幅度增大，質(zhì)點(diǎn)間距也變大，于是出現(xiàn)熱膨脹現(xiàn)象。玻璃的熱膨脹系數(shù)波動(dòng)范圍較大5.810-7~15010-7/C一般鈉鈣硅玻璃為80~10010-7/C2.熱膨脹系數(shù)通常指線膨脹系數(shù)，且常用平均值。=l/l01/TT=t2-t1

即t1~t2的平均值由l--t圖上某一點(diǎn)的切線斜率可得該點(diǎn)體積膨脹系數(shù)=V/V1/t3單位：1/C玻璃常用10-71/C3.組成對(duì)的影響反映了網(wǎng)絡(luò)的緊密程度（完整性和鍵力強(qiáng)弱）*起斷網(wǎng)作用的組分使增大（R+）*起積聚、補(bǔ)網(wǎng)作用的組分使減小。（M4、Al3+）*陽離子與氧的結(jié)合力（f=2Z/a2）f大，小。增大的能力Li+<Na+<K+<Cs+4.溫度和的關(guān)系（1）不同T的不同。對(duì)要指明溫度段。例：Na2O15%CaO10%SiO275%溫度C20~10020~20020~30020~40010-71/C899193.596（2）一般T增大則增大，Tg點(diǎn)以下~t曲線基本由數(shù)段線段組成。（3）Tg點(diǎn)以上隨溫度急劇增大，到Tf時(shí)可增三倍。5.熱歷史與的關(guān)系不同熱歷史的玻璃有不同的?？炖涞妮^大（低溫）。6.分相和晶化對(duì)的影響晶化后一般減小。主要由主晶相種類、結(jié)晶學(xué)特點(diǎn)、晶體排列等決定。分相玻璃的取決于連通相的。二、玻璃的熱穩(wěn)定性thermalstability1.定義：玻璃受劇烈溫度變化而不破壞的性能。常用試樣在保持不破壞條件下的最大溫差表示。2.影響因素*

α對(duì)熱穩(wěn)定性有決定性影響(aΔt=1150×10-6)*制品厚度（越厚越不穩(wěn)定）*玻璃受急熱比受急冷強(qiáng)得多。*熱處理:退火能使玻璃的熱穩(wěn)定性提高1.5~2倍。1.2.5玻璃的電學(xué)性質(zhì)一、玻璃的導(dǎo)電性常溫絕緣體，T>Tg導(dǎo)電性提高很快，熔融良導(dǎo)體。

（2）電阻率ρ（阻礙電流的能力）ρ=1/X電阻R=1/Kρ的單位：歐姆·米體積電阻表面電阻1.描述導(dǎo)電性的參數(shù)體積電導(dǎo)表面電導(dǎo)（1）電導(dǎo)K（通過電流的能力）

K=X·S/LX為電導(dǎo)率二、影響電導(dǎo)率的因素a.遷移性好，對(duì)電導(dǎo)率影響最大。

Na+>Li+>K+如：石英玻璃加0.04ppm的Na+時(shí)由1017降為1013歐姆/厘米1.組成（1）R2Ob.混合堿效應(yīng)K2O:Na2O=4:1電阻最大①T效應(yīng)減弱②加入第三種堿，效應(yīng)減弱。③Fe2O3的影響2%~6%影響小

6%~12%使效應(yīng)減弱（wt%）12%~16%效應(yīng)消失圖

Fe2O3含量對(duì)含堿硅酸鹽玻璃中“混合堿效應(yīng)”的影響

1—Fe2O30%；2—Fe2O34%；3—Fe2O38%；4—Fe2O316%（2）RO（3）R2O3a.無堿玻璃中參與導(dǎo)電b.普通玻璃中使電阻增大(壓制效應(yīng))

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Zn2+>Mg2+>Be2+a.B2O3對(duì)電阻影響

[BO3]→[BO4],電阻率↗

[BO4]→[BO3],電阻率↘圖

Al2O3含量對(duì)R2O—SiO2系統(tǒng)玻璃電阻率的影響b.Al2O3反常量少[AlO4]→電阻↗;比值≈0.2時(shí)最大;隨后電阻↘;比值為1時(shí),電阻率最小。量大[AlO6]，電阻↗。高場(chǎng)強(qiáng),高配位的離子,使電阻率↗2.溫度的影響（1）低溫

lg=A+B/TA,B---與玻璃成分有關(guān)的常數(shù),取決于遷移離子數(shù)目和活化能一般A=1.5~(-4.5),B=3000~6000（2）高溫log=a+bT+cT2b常為負(fù)值且絕對(duì)值遠(yuǎn)大于cT升高，參與導(dǎo)電的離子數(shù)目、種類增多且振動(dòng)頻率加快，遷移速度加快。TK-1003.熱處理的影響（3）玻璃應(yīng)力應(yīng)力使減小。（1）離子導(dǎo)電玻璃快冷<慢冷電子導(dǎo)電玻璃快冷>慢冷（2）分相連通相組成有關(guān)。三、玻璃的表面電導(dǎo)1.意義：表面電導(dǎo)是將一邊長(zhǎng)為1cm的正方形面積，在其邊測(cè)得的值。單位：歐姆-12.影響因素（1）溫度<100C

表面導(dǎo)電比體積電導(dǎo)大得多

>100C兩種導(dǎo)電基本一致。（2）濕度大氣對(duì)玻璃侵蝕越強(qiáng)，表面電阻率越小。（3）組成a.R2O含量增多s減小。K2O作用明顯b.CaO、MgO、BaO、PbO、Al2O3等取代Na2O-SiO2中的SiO2

，使s增大。c.B2O3Fe2O3代Na2O-SiO2中的SiO2（<20%）使s增大。定義：玻璃抵抗水、酸、堿等化學(xué)試劑的能力。一、水對(duì)玻璃的侵蝕1.侵蝕過程1.2.6玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性③中和反應(yīng)

Si(OH)4+NaOH[Si(OH)3O]-Na+(3)－Si－O－Na+H+OH-

－Si－OH+NaOH(1)①離子交換反應(yīng)

②硅羥團(tuán)水化－Si－OH+1.5H2OSi(OH)4(2)總反應(yīng)速度由①控制。

Si(OH)4吸附水而成Si(OH)4··nH2O（硅酸凝膠）。保護(hù)膜，使侵蝕最后停止。距離/μm離子濃度/（實(shí)測(cè)值/平均值）*水分子可直接進(jìn)入玻璃*水分子直接破壞網(wǎng)絡(luò)

Si-O-Si+H2O2(Si-OH)二、酸對(duì)玻璃的侵蝕酸（除HF酸）是通過水來侵蝕玻璃的。稀酸的侵蝕性>濃酸∴高堿玻璃耐酸性<耐水性高硅玻璃耐酸性>耐水性酸對(duì)玻璃的作用:☆[H+]酸>[H+]水,使(1)有較快的速度,玻璃失重↗☆酸中溶液PH值↘，使Si(OH)4濃度增大，玻璃失重↘

三、堿對(duì)玻璃的侵蝕1.侵蝕過程≡Si—O—Si≡+OH―→≡Si—O―+HO—Si≡(1)而且又由于在堿液中存在如下反應(yīng)：

Si(OH)4+NaOH→[Si(OH)3O]―Na++H2O(2)侵蝕的三個(gè)階段:①陽離子吸附②（陽離子）吸附OH-③生成硅酸離子或硅酸鹽。圖6-2Na2O—CaO—SiO2玻璃（Na2O15.5，CaO12.5，SiO270.0mass%）在70℃，PH為11.50的堿溶液中的侵蝕侵蝕深度/nm侵蝕時(shí)間/h

2.影響因素（1）與侵蝕時(shí)間呈直線關(guān)系。（2）堿中陽離子吸附能力。能力大侵蝕強(qiáng)。（3）堿性強(qiáng)弱。堿性強(qiáng)，OH-濃度大（4）硅酸鹽溶解度易溶的侵蝕強(qiáng)。（5）R-O鍵力大，耐堿性好。四、大氣對(duì)玻璃的侵蝕實(shí)際是水氣、CO2、SO2等作用的總和。水氣比水的侵蝕性強(qiáng)。五、影響化穩(wěn)性的因素在水中的溶出度（毫克/米2）30020010004812K2O%141062Na2O%*

混合堿效應(yīng)：含兩種堿的穩(wěn)定性好。在鉛玻璃中更明顯。

*

Li2O少量取代Na2O化穩(wěn)性，量大化穩(wěn)性

（量大時(shí)積聚作用強(qiáng)，促進(jìn)分相）1.組成（1）[SiO4]量越多，化穩(wěn)越好。（2）R2O使化穩(wěn)減弱。（3）RO壓制效應(yīng)使化穩(wěn)性提高。（4）R2O3硼反常[BO3]時(shí)化穩(wěn)性差，[BO4]時(shí)化穩(wěn)性好圖6-516Na2O·xB2O3·(84-x)SiO2玻璃在水中的溶解度（2h）水中溶出度S/%B2O3/%

Al2O3

少量

提高化穩(wěn)，四面體補(bǔ)網(wǎng)大量

減弱化穩(wěn)，四面體體積較大（5）ZrO2對(duì)耐酸、水、堿性都有提高

Al2O3

、ZnO、CaO亦有作用

BaO不好（6）在xNa2O-yCaO-zSiO2中當(dāng)z=3(x2/y+y)時(shí)化穩(wěn)性最好以高價(jià)的氧化物取代Na2O時(shí)化穩(wěn)性能提高。2.侵蝕介質(zhì)種類、濃度、陽離子吸附力等。3.熱處理一般退火玻璃化穩(wěn)性較好（結(jié)構(gòu)緊密）*硼硅酸鹽退火時(shí)會(huì)分相，可能降低化穩(wěn)性。與分相形貌有關(guān)。一、粘度的物理意義粘度是用來衡量粘滯流動(dòng)的，它表示了液體的內(nèi)摩擦力。這種內(nèi)摩擦力是液體結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。定義：粘度指面積為S的兩平行液層以一定的速度梯度（dv/dx）移動(dòng)時(shí)需克服的內(nèi)摩擦阻力f。

f=S(dv/dx)

——粘度或粘度系數(shù)

玻璃的粘度1.2.7玻璃的黏度與表面張力

單位：國(guó)際單位：帕斯卡秒（PaS）常用單位：泊（P）1PaS=10P20C水=10-3

PaS20C玻璃=1018

PaS玻液=10PaS二、粘度和溫度的關(guān)系1.玻璃的-T曲線LgTAB用d/dT表示料性d/dT大即料性短（B）曲線較陡

d/dT小即料性長(zhǎng)（A）曲線較平料性短的玻璃可有較高的成型機(jī)速。高溫熔體基本無聚合，低溫聚合趨于完畢，u都為常數(shù)。abcdLg1/Tbc中溫段冷卻時(shí)不斷發(fā)生聚合，u隨溫度變化較大（增大），故此段為非線性關(guān)系。2.粘度與溫度關(guān)系的量化1.組成（2）R2+高溫解聚（斷網(wǎng)）

，；低溫積聚，n

（3）高場(chǎng)強(qiáng)離子積聚作用很強(qiáng)，n

三、粘度和熔體結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）R+斷網(wǎng)聚合度n熔體自由體積

2.溫度高溫自由體積較多較大，利于小四面體移動(dòng)，較小。低溫積聚作用使網(wǎng)絡(luò)連接程度變大，1.氧硅比O/Si表現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接程度。O/Si大時(shí)Onb多，n低，較小。O/Si

小時(shí)Onb少，n高，較大。其它陰離子/硅對(duì)粘度影響顯著例如：OH–使降低。氟化物取代氧化物降低，因?yàn)?F–代一個(gè)O2–四、粘度與玻璃組成的關(guān)系R2O-SiO2中R+使粘度降低（1）O/Si高時(shí)負(fù)離子團(tuán)呈孤島狀，網(wǎng)絡(luò)需R-O連接。鍵強(qiáng)大

大。Li>Na>K

（2）O/Si低時(shí)網(wǎng)絡(luò)較完整，R+主要起斷網(wǎng)作用，

Li+

對(duì)Ob的極化作用強(qiáng)，Li<Na<K2.化學(xué)鍵的強(qiáng)度其他條件相同時(shí)化學(xué)鍵越強(qiáng)粘度越大。3.陽離子極化力陽離子極化力大，減弱硅氧鍵的作用強(qiáng)，使降低。非惰性氣體型陽離子極化力>

惰性氣體型如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。結(jié)構(gòu)對(duì)稱性結(jié)構(gòu)對(duì)稱則結(jié)構(gòu)缺陷較少，粘度較大。例如：（1）石英>硼玻璃

（2）石英>磷玻璃

5.配位數(shù)·

氧化硼表現(xiàn)明顯。硼反常[BO4][BO3]·

電荷相同時(shí)N越大越大。如In2O3(N=6)>Al2O3(N=4)ZrO2(N=8)>TiO2(N=6)>GeO2(N=4)08162432B2O3(%)15141312111016Na2OxB2O3(84-x)SiO2系統(tǒng)小結(jié)五、粘度與熱歷史的關(guān)系快冷得到的玻璃粘度較小。（1）SiO2、Al2O3、ZrO2等增加粘度。（2）堿金屬氧化物降粘度。（3）PbO、CdO、Bi2O3

、SnO等降低粘度。（4）堿土金屬氧化物降高溫粘度，升低溫粘度。（使料性變短）增加粘度的順序Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+六、粘度特征點(diǎn)（PaS）對(duì)應(yīng)溫度10熔化溫度（玻璃可以一般速度熔化）102~103

自動(dòng)供料溫度103~106.6

操作范圍3×106~1.5×107軟化溫度（成型下限）108~1010膨脹軟化點(diǎn)Tf1012退火上限1012.4轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg1013.5應(yīng)變點(diǎn)（退火下限）1.熔化石英砂的熔化包括表面溶解和擴(kuò)散，粘度小利于擴(kuò)散。八、粘度的工藝意義2.澄清氣泡上升速度與粘度成反比。3.均化實(shí)際是質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散，粘度小有利。4.成形料性短的玻璃可較快成形。5.退火在

=1011.5~1013帕秒內(nèi)通過粘滯流動(dòng)消除應(yīng)力，溫度較低（>1013帕秒）時(shí)有部分應(yīng)力通過彈性松弛消除。

玻璃的表面張力和表面性質(zhì)surfacetension&surfaceproperty一、物理意義1.定義：作用在單位長(zhǎng)度液體表面使之收縮的力?；虿Ａc另一相接觸的相界面上，在恒溫、恒容下增加一個(gè)單位表面所作的功。單位：N/m或

J/m22.產(chǎn)生原因表面質(zhì)點(diǎn)受力不均衡。體現(xiàn)了質(zhì)點(diǎn)間吸引力或鍵力的強(qiáng)弱。1000C以上玻璃熔體=220~380×10-3N/m20C水=78×10-3N/m1.R2O由圖可知，Na2O對(duì)無明顯影響，Li2O使增大，K2O使減小。R2Omol%N/m103320280240200Li2ONa2OK2O(R2O-SiO21300C)場(chǎng)強(qiáng)小對(duì)表面張力的貢獻(xiàn)小。即Li>Na>K二、玻璃組成對(duì)表面張力的影響2.RO因場(chǎng)強(qiáng)較大，故CaO、MgO、ZnO等使增大。PbO有吸附作用，可降低。3.R2O3Al2O3使增大，B2O3使減小。

B2O3降,可能因?yàn)楸砻娑酁閇BO3]而內(nèi)部為[BO4]能顯著降低的稱為表面活性物質(zhì)，如K2O、PbO、B2O34.陰離子（1）-OH不影響（2）F-

降低800C時(shí)引入1wt%，可使降710-3N/m。（3）SO42-

降低

三、溫度對(duì)的影響=0（1–bT）在溫變過程中不發(fā)生締合或解聚的液體在一定范圍內(nèi)為直線關(guān)系。T一般d/dT<0(-0.0610-3~0.0610-3N/mc)T升高100C，約降低1%

*鉛硅酸鹽d/dT>0五、大氣對(duì)的影響水蒸氣分壓增大，減小(PH2O)1/21246N/m0.300.280.260.240.22550C鈉鈣硅玻璃四、氣氛對(duì)的影響

還原比氧化大20%左右。1.澄清Vr2大，氣泡長(zhǎng)大難，澄清難。六、的工藝意義2.均化大時(shí)，力求成球，均化難。3.成形拉邊器自拋光4.熱加工燒口火拋光作業(yè)：試述玻璃黏度的工藝意義。試述表面張力在玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用。

水汽和水哪個(gè)對(duì)玻璃侵蝕更厲害？為什么？

為什么玻璃的理論強(qiáng)度比實(shí)際強(qiáng)度高？

為何玻璃受急熱要比急冷強(qiáng)的多？

影響玻璃折射率的因素有哪些？

增強(qiáng)玻璃強(qiáng)度的方法有哪些？

影響玻璃（體積）電導(dǎo)率的主要因素有哪些？1.3玻璃的用途一、平板玻璃二、安全玻璃三、節(jié)能型玻璃四、結(jié)構(gòu)玻璃五、飾面玻璃一、平板玻璃平板玻璃是指未經(jīng)其他加工的平板狀玻璃制品，也稱白片玻璃或凈片玻璃。按生產(chǎn)方法不同，可分為普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃按其用途可分為窗玻璃和裝飾玻璃。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通平板玻璃》（GB4871—1995）和《浮法玻璃》（GB11614—89）的規(guī)定，玻璃按其厚度可分為以下幾種規(guī)格：引拉法生產(chǎn)的普通平板玻璃：2mm、3mm、4mm、5mm四類。浮法玻璃：3mm、4mm、5mm、6mm、8mm10mm、12mm七類。引拉法生產(chǎn)的玻璃其長(zhǎng)寬比不得大于2.5，其中2、3mm厚玻璃尺寸不得小于400mm×300mm，4、5、6mm厚玻璃不得小于600mm×400mm。浮法玻璃尺寸一般不小于1000mm×1200mm，5、6mm最大可達(dá)3000mm×4000mm。安全玻璃是指與普通玻璃相比，具有力學(xué)強(qiáng)度高、抗沖擊能力強(qiáng)的玻璃。其主要品種有鋼化玻璃、夾絲玻璃、夾層玻璃和鈦化玻璃。安全玻璃被擊碎時(shí)，其碎片不會(huì)傷人，并兼具有防盜、防火的功能。（一）鋼化玻璃二、安全玻璃（二）夾絲玻璃夾絲玻璃也稱防碎玻璃或鋼絲玻璃。它是由壓延法生產(chǎn)的，即在玻璃熔融狀態(tài)下將經(jīng)預(yù)熱處理的鋼絲或鋼絲網(wǎng)壓入玻璃中間，經(jīng)退火、切割而成。夾絲玻璃表面可以是壓花的或磨光的，顏色可以制成無色透明或彩色的。夾絲玻璃的特點(diǎn)是安全性和防火性好。夾絲玻璃由于鋼絲網(wǎng)的骨架作用，不僅提高了玻璃的強(qiáng)度，而且當(dāng)受到?jīng)_擊或溫度驟變而破壞時(shí)，碎片也不會(huì)飛散，避免了碎片對(duì)人的傷害。在出現(xiàn)火情時(shí)，當(dāng)火焰延，夾絲玻璃受熱炸裂，由于金屬絲網(wǎng)的作用，玻璃仍能保持固定，隔絕火焰，故又稱為防火玻璃。（三）夾層玻璃夾層玻璃是在兩片或多片玻璃原片之間，用PVB（聚乙烯醇丁醛）樹脂膠片，經(jīng)過加熱、加壓粘合而成的平面或曲面的復(fù)合玻璃制品。用于夾層玻璃的原片可以是普通平板玻璃、浮法玻璃、鋼化玻璃、彩色玻璃、吸熱玻璃或熱反射玻璃等。夾層玻璃的層數(shù)有2、3、5、7層，最多可達(dá)9層，對(duì)兩層的夾層玻璃，原片的厚度常用的有（mm）：2＋3、3＋3、3＋5等。夾層玻璃的透明性好，抗沖擊性能要比一般平板玻璃高好幾倍，用多層普通玻璃或鋼化玻璃復(fù)合起來，可制成防彈玻璃。由于PVB膠片的粘合作用，玻璃即使破碎時(shí)，碎片也不會(huì)飛揚(yáng)傷人。通過采用不同的原片玻璃，夾層玻璃還可具有耐久、耐熱、耐濕等性能。夾層玻璃有著較高的安全性，一般用于在建筑上用作高層建筑門窗、天窗和商店、銀行、珠寶的櫥窗、隔斷等。（四）鈦化玻璃鈦化玻璃也稱永不碎鐵甲箔膜玻璃。是將鈦金箔膜緊貼在任意一種玻璃基材之上，使之結(jié)合成一體的新型玻璃。鈦化玻璃具有高抗碎能力，高防熱及防紫外線等功能。不同的基材玻璃與不同的鈦金箔膜，可組合成不同色澤、不同性能、不同規(guī)格的鈦化玻璃。鈦化玻璃常見的顏色有：無色透明、茶色、茶色反光、銅色反光等。三、節(jié)能型玻璃節(jié)能裝飾型玻璃通常具有令人賞心悅目的外觀色彩，而且還具有特殊的對(duì)光和熱的吸收、透射和反射能力，用建筑物的外墻窗玻璃幕墻，可以起到顯著的節(jié)能效果，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于各種高級(jí)建筑物之上。建筑上常用的節(jié)能裝飾玻璃有吸熱玻璃、熱反射玻璃和中空玻璃等。（一）吸熱玻璃吸熱玻璃是能吸收大量紅外線輻射能、并保持較高可見光透過率的平板玻璃。生產(chǎn)吸熱玻璃的方法有兩種：一是在普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的原料中加入一定量的有吸熱性能的著色劑；另一種是在平板玻璃表面噴鍍一層或多層金屬或金屬氧化物薄膜而制成。吸熱玻璃與普通平板玻璃相比具有如下特點(diǎn)：⒈吸收太陽輻射熱。⒉吸收太陽可見光，減弱太陽光的強(qiáng)度，起到反眩作用。⒊具有一定的透明度，并能吸收一定的紫外線。由于述特點(diǎn)，吸熱玻璃已廣泛用于建筑物的門窗、外墻以及用作車、船擋風(fēng)玻璃等，起到隔熱、防眩、采光及裝飾等作用。（二）熱反射玻璃熱反射玻璃是有較高的熱反射能力而又保持良好透光性的平板玻璃，它是采用熱解法、真空蒸鍍法、陰極濺射法等，在玻璃表面涂以金、銀、銅、鋁、鉻、鎳和鐵等金屬或金屬氧化物薄膜，或采用電浮法等離子交換方法，以金屬離子置換玻璃表層原有離子而形成熱反射膜。熱反射玻璃也稱鏡面玻璃，有金色、茶色、灰色、紫色、褐色、青銅色和淺藍(lán)等各色。四、結(jié)構(gòu)玻璃玻璃可用于建筑物的各主要部位，如門窗、內(nèi)外墻、透光屋面、頂棚材料以及地坪等，是現(xiàn)代建筑的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，這種圍護(hù)材料不僅具有特定的功能作用，而且能使建筑物多姿多彩。結(jié)構(gòu)玻璃主要品種有：玻璃幕墻、玻璃磚、異形玻璃、仿石玻璃等。（一）玻璃幕墻玻璃幕墻建筑是用一種薄而輕的建筑材料把建筑物的四周圍起來代替墻壁。作為幕墻的材料不承受建筑荷載，只起圍護(hù)作用，它懸掛或嵌入建筑物的金屬框架內(nèi)，目前多用玻璃作幕墻。玻璃幕墻是以鋁合金型材為邊框，玻璃為外敷面，內(nèi)襯以色熱材料的復(fù)合墻體，并用結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行密封。玻璃幕墻所用的玻璃已由浮法玻璃、鋼化玻璃發(fā)展到用吸熱玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等，其中熱反射玻璃是玻璃幕墻采用的主要品種。（二）玻璃磚玻璃磚有空心和實(shí)心兩類，它們均具有透光而不透視的特點(diǎn)?？招牟ＡТu又有單腔和雙腔兩種?？招牟ＡТu具有較好的色熱、隔聲效果，雙腔玻璃磚的色熱性能更隹，它在建筑上的應(yīng)用更廣泛。玻璃磚主要用作建筑物的透光墻體。五、飾面玻璃（一）彩色平板玻璃彩色平板玻璃有透明和不透明兩種。透明的彩色玻璃是在玻璃原料中加入一定量的金屬氧化物面制成。不透明彩色玻璃是經(jīng)過退火處理的一種飾面玻璃，可以切割，但經(jīng)過鋼化處理的不能再進(jìn)行切割加工。彩色平板玻璃的顏色有茶色、海洋藍(lán)色、寶石藍(lán)色、翡翠綠等。彩色玻璃可以拼成各種圖案，并有耐腐蝕、抗沖刷、易清洗特點(diǎn)，主要用于建筑物的內(nèi)外墻、門窗裝飾及對(duì)光線有特殊要求的部位。（二）釉面玻璃釉面玻璃是指在按一定尺寸切裁好的玻璃表面上涂敷一層彩色易熔的釉料，經(jīng)過燒結(jié)、退火或鋼化等處理，使釉層與玻璃牢固結(jié)合，制成具有美麗的色彩或圖案的玻璃。它一般以平板玻璃為基材。特點(diǎn)是：圖案精美，不褪色，不掉色，易于清洗，可按用戶的要求或藝術(shù)設(shè)計(jì)圖案制作。釉面玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和裝飾性，廣泛用于室內(nèi)飾面層，一般建筑物門廳和樓梯間的飾面層及建筑物外飾面層。（三）壓花玻璃壓花玻璃是將熔融的玻璃液在急冷中通過帶圖案花紋的輥軸滾壓而成的制品?？梢幻鎵夯?，也可兩面壓花。壓花玻璃分普通壓花玻璃、真空冷膜壓花玻璃和彩色膜壓花玻璃等三種，一般規(guī)格為800mm×700mm×3mm。壓花玻璃具有透光不透視的特點(diǎn)，其表面有各種圖案花紋且表面凹凸不平，當(dāng)光線通過時(shí)產(chǎn)生漫反射，因此從玻璃的一面看另一面時(shí)，物象模糊不清。壓花玻璃由于其表有各種花紋，具有一定的藝術(shù)效果。多用于辦公室、會(huì)議室、浴室以及公共場(chǎng)所分離室的門窗和隔斷等處。使用時(shí)應(yīng)將花紋朝向室內(nèi)。（四）玻璃錦磚玻璃錦磚又稱玻璃馬賽克，它含有未熔融的微小晶體（主要是石英）的乳濁狀半透明玻璃質(zhì)材料，是一種小規(guī)格的飾玻璃制品。其一般尺寸為（mm）：20×20、30×30、40×40，厚4～6mm，背面有槽紋，有利于與基面粘結(jié)。其成聯(lián)、粘結(jié)及施工與陶瓷錦磚基本相同。玻璃錦磚顏色絢麗，色澤眾多，且有透明、半透明和不透明三種。它的化學(xué)成分穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好，能天雨自洗，經(jīng)久常新，是一種良好的外墻裝飾材料。（五）噴花玻璃噴花玻又稱為膠花玻璃，是在平板玻表面貼以圖案，抹以保護(hù)層，經(jīng)噴砂處理形成透明與不透明相間的圖案面成。噴花玻璃給人以高雅、美觀的感覺，適用于室內(nèi)門窗、隔斷和采光。噴花玻璃的厚度一般為6mm，最大加工尺寸為2200mm×1000mm。（六）乳花玻璃乳花玻璃是新近出現(xiàn)的裝飾玻璃，它的外觀與膠花玻璃相近。乳花玻璃是在平板玻璃的一面貼上圖案，抹以保護(hù)層，經(jīng)化學(xué)處理蝕刻而成。它的花紋清新、美麗，富有裝飾性。乳花玻璃一般厚度為3～5mm，最大加工尺寸為2000mm×1500mm。其用途與噴花玻璃相同。（七）刻花玻璃刻花玻璃是由平板玻璃經(jīng)涂漆、雕刻、圍蠟與酸蝕、研磨面成。圖案的立體感非常強(qiáng)，似浮雕一般，在室內(nèi)燈光的照射下，更是熠熠生輝?？袒úＡе饕糜诟邫n場(chǎng)所的室內(nèi)隔斷或屏風(fēng)。刻花玻璃一般是按用戶要求定制加工，最大規(guī)格為2400mm×2000mm。（八）冰花玻璃冰花玻璃是一種利用平板玻璃經(jīng)特殊處理形成具不自然冰花紋理的玻璃。冰花玻璃對(duì)通過的光線有漫射作用，如作門窗玻璃，猶如蒙上一層紗簾，看不清室內(nèi)的景物，卻有著良好的透光性能，具有良好的裝飾效果。冰花玻璃可用無色平板玻璃制造，也可用茶色、藍(lán)色、綠色等彩色玻璃制造。其裝飾效果優(yōu)于壓花玻璃，給人以清新之感，是一種新型的室內(nèi)裝飾玻璃?？捎糜谫e館、灑樓等場(chǎng)所的門窗、隔斷、屏風(fēng)和家庭裝飾。目前最大規(guī)格尺寸為2400mm×1800mm。（九）鏡面玻璃鏡面玻璃即鏡子，指玻璃表面通過化學(xué)（銀鏡反應(yīng)）或物理（真空鋁）等方法形成反射率極強(qiáng)的鏡面反射玻璃制品。為提高裝飾效果，在鍍鏡之前可對(duì)原片玻進(jìn)行彩繪、磨刻、噴砂、化學(xué)蝕刻等加工，形成具有各種花紋圖案或精美字畫的鏡面玻璃。常用的鏡面玻璃有明鏡、墨鏡（也稱黑鏡）、彩繪鏡和雕刻鏡等多種。在裝飾工程中常利用鏡子的反射和折射來增加空間感和距離感，或改變光照效果。（十）磨（噴）砂玻璃磨（噴）砂玻璃又稱為毛玻璃，是經(jīng)研磨、噴砂加工，使表面成為均勻粗糙的平板玻璃。用硅砂、金剛砂或剛玉砂等作研磨材料，加水研磨制成的稱為磨砂玻璃；用壓縮空氣將細(xì)砂噴射到玻璃表面而成的，稱為噴砂玻璃。這類玻璃易產(chǎn)生漫射，只有透光性而不透視，作為門窗玻璃可使室內(nèi)光線柔和，沒有刺目之感。一般用于浴室、辦公室等需要隱秘和不受干擾的房間；也可用于室內(nèi)隔斷和作為燈箱透光片使用。磨砂玻璃還可用作黑板。（十一）鐳射玻璃鐳射玻璃是以玻璃為基材的新一代建筑裝飾材料，其特征在于經(jīng)特種工藝處理，玻璃背面出現(xiàn)全息或其它光柵，在陽光、月光和燈光等光源的照射下，形成物理衍射分光而出現(xiàn)艷麗的七色光，且在同一感光點(diǎn)上會(huì)因光線入射角的不同而出現(xiàn)色彩變化，使被裝飾物顯得華貴。鐳射玻璃的顏色有銀白、藍(lán)、灰、紫、紅等多種。按其結(jié)構(gòu)有單層和夾層之分。它適用于灑店、賓語、各種商業(yè)、文化、娛樂設(shè)施的裝飾國(guó)際平板玻璃和深加工玻璃工業(yè)新技術(shù)在平板玻璃原片制造技術(shù)上，目前國(guó)外還看不出有什么新的更好的方法能夠取代浮法成形工藝，但浮法技術(shù)仍將不斷完善和繼續(xù)提高。1

超薄技術(shù)在國(guó)外專利文獻(xiàn)中介紹了許多薄玻璃成形措施，根據(jù)玻璃減薄原理可以分為4類：①改變減小玻璃均衡厚度的參數(shù)。②對(duì)處于粘塑性狀態(tài)的玻璃帶施加外力（壓制）作用。③對(duì)玻璃帶施加縱向拉力。④對(duì)玻璃帶施加縱向一橫向拉力。2

在線鍍膜技術(shù)世界先進(jìn)國(guó)家在浮法線上成功地進(jìn)行了在線金屬化合物熱解鍍膜技術(shù)，化學(xué)汽相沉積鍍膜技術(shù)和電浮法鍍膜技術(shù)。并成功在線生產(chǎn)低輻射鍍膜技術(shù)。英國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)等國(guó)能在線生產(chǎn)玻璃鏡。3

浮法玻璃退火窯輥道技術(shù)新進(jìn)展在退火窯的熱端，不同的方法決定解決輥印所采用的兩條途徑明顯不同。一條是開發(fā)一種非常硬的應(yīng)用于金屬輥的陶瓷表面涂層。它易于清潔并恢復(fù)到光滑的拋光表面，而且能應(yīng)用于退火窯在線清理設(shè)備中。另一條是開發(fā)一種能阻止表面附著物形成的輥道包覆材料。目前所用的主要是熱慣性低的鋁硅酸鹽或鈣硅酸鹽纖維輥道包覆材料。但還要研究解決陶瓷纖維包覆材料內(nèi)（目前無法避免）的“渣粒”和包覆材料提前退化問題。4

利用莫爾技術(shù)在線檢測(cè)浮法玻璃的點(diǎn)缺陷利用一種固定的但可以虛擬移動(dòng)的光柵，并通過應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的CCD線掃描攝像頭，一個(gè)特殊的透鏡系統(tǒng)和創(chuàng)新的計(jì)算機(jī)軟件制成了在線莫爾檢測(cè)頭。其目標(biāo)是測(cè)量玻璃的透射光學(xué)性能。莫爾干涉的計(jì)算給出了點(diǎn)缺陷周圍的屈光值，而且精度比任何其它方法高得多。污債不會(huì)對(duì)干涉條紋產(chǎn)生任何影響，可以保證更高的可靠性防止誤檢。5

玻璃爐窯的純氧氣燃燒技術(shù)

富氧燃燒、噴氧、富氧空氣補(bǔ)給、純氧燃燒助燃、全部純氧燃燒5種形式正成為標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在不斷完善發(fā)展下之。6

一窯兩線國(guó)際上的玻璃商為適應(yīng)市場(chǎng)需求，節(jié)約能源，控制生產(chǎn)總量，防止積壓，設(shè)計(jì)建成了一窯兩線（兩個(gè)品種）的生產(chǎn)方式。7

模型基預(yù)測(cè)控制（MPc）在玻璃工業(yè)的應(yīng)用模型基預(yù)測(cè)控制在玻璃工業(yè)中的典型性用途是對(duì)熔窯的碴頂、玻璃液和窯底部溫度、澄清部、供料通道、平板玻璃的生產(chǎn)控制。該系統(tǒng)可使臨界產(chǎn)品參數(shù)和過程

變量的偏差降低至理想水平；可使一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)以完全可預(yù)測(cè)和可再現(xiàn)方式，沿一曲線切換至另一個(gè)點(diǎn)；可在開發(fā)與維護(hù)成本，獲利件之間達(dá)到平衡。模型基預(yù)測(cè)控制技術(shù)正作為～種新技術(shù)出現(xiàn)在玻璃生產(chǎn)中。8

節(jié)能工藝嚴(yán)格控制熱交換。設(shè)備配置的你準(zhǔn)化、玻璃帶的加寬，可以大大提高浮法工藝的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)工藝規(guī)定在錫槽的頭部和中部區(qū)域加熱，在尾部區(qū)域強(qiáng)烈冷卻。新的觀點(diǎn)則要求錫糧中的熱交換調(diào)節(jié)不僅要減小加熱功率，而且要減小冷卻強(qiáng)度，這樣可保持熱量平衡。為此而采用更為準(zhǔn)確調(diào)節(jié)錫槽熱制度的新方法，9

環(huán)保技術(shù)玻璃生產(chǎn)企業(yè)積極開發(fā)和推廣應(yīng)用新的玻璃熔窯廢氣治理技術(shù)。有：①靜電除塵技術(shù)：靜電除華器有板狀和管狀兩種。②降低硫氧化物排放量的技術(shù)：硫氧化物SOx主要指SO2和SO3，可與堿性吸收劑反應(yīng)而生成硫酸鹽和亞硫酸鹽。一次治理措施：①氧助燃技術(shù)②分層燃燒技術(shù)③采用低的空氣過剩系數(shù)④選用低氧噴槍。二次治理措施①3R，包括廢氣流中碳?xì)浠衔锶剂系睦?，這些相應(yīng)的燃料沒有燃燒而是熱解形成基因，把廢氣中的NOx轉(zhuǎn)變成無害的氮和水.pilkingtonPLC開發(fā)）技術(shù)②選擇性催化還原法③非催化選擇性還原法。10

避免鋼化玻璃和半鋼化玻璃自爆的快捷可靠的均熱試驗(yàn)由硫化鎳雜質(zhì)（NIS）引起的鋼化及半鋼化玻璃的自爆，近40年來一直是個(gè)經(jīng)常發(fā)生的問題，均熱試驗(yàn)（HST）是避免自爆的最有效方法，即把玻璃在260－290℃的溫度中保溫幾個(gè)小時(shí)，有結(jié)石雜質(zhì)的鋼化玻璃引爆破碎了，沒有破碎的鋼化玻璃以后就不再會(huì)發(fā)生自爆。第二章玻璃制備基本工藝2.1玻璃原料及配合料制備2.2平板玻璃熔制過程2.3玻璃制造設(shè)備2.4儀器玻璃的熔制2.1玻璃原料及配合料制備2.1.1玻璃成分設(shè)計(jì)玻璃成分也稱玻璃的化學(xué)組成，通常是以組成玻璃的化合物或元素的質(zhì)量比、摩爾比、原子比表示，一般采用質(zhì)量比和摩爾比，實(shí)用玻璃以質(zhì)量比最為常用，但對(duì)于特種玻璃如硫系玻璃，用原子比更為合適。在工業(yè)玻璃中，玻璃成分以質(zhì)量比表示，使用方便，直接可進(jìn)行料方計(jì)算。摩爾比使用中不如質(zhì)量比簡(jiǎn)便，但由于玻璃的許多性質(zhì)與成分的摩爾比往往呈直線關(guān)系，而與質(zhì)量比呈復(fù)雜的曲線關(guān)系，因此很多學(xué)者在研究成分與性質(zhì)計(jì)算體系中常常采用摩爾比。玻璃成分設(shè)計(jì)的重要性（1）玻璃成分對(duì)玻璃材料或產(chǎn)品的功能、性質(zhì)和成本均產(chǎn)生重大的影響，如特硬質(zhì)儀器玻璃根據(jù)使用條件，要求玻璃線膨脹系數(shù)為（32~33）×107，此時(shí)必需設(shè)計(jì)低堿高硅的玻璃成分，以達(dá)到玻璃制品的性質(zhì)和功能的要求。（2）玻璃成分不僅決定了玻璃制品的性質(zhì)和功能，而且很大程度上還決定了成本。（3）玻璃成分與生產(chǎn)工藝也有密切關(guān)系，通常根據(jù)設(shè)計(jì)的成分來選擇生產(chǎn)工藝，但對(duì)于已確定的生產(chǎn)工藝，則需根據(jù)生產(chǎn)工藝來選擇相應(yīng)的玻璃成分。玻璃成分設(shè)計(jì)不合適，會(huì)使熔制、成形困難，退火不良，嚴(yán)重時(shí)無法進(jìn)行生產(chǎn)。一般情況下根據(jù)設(shè)計(jì)的玻璃成分來制定生產(chǎn)工藝，但對(duì)于生產(chǎn)工藝已確定的工廠，則根據(jù)生產(chǎn)工藝來選擇與其相匹配的玻璃成分。一、玻璃成分設(shè)計(jì)原則玻璃成分的設(shè)計(jì)是根據(jù)材料產(chǎn)品的功能（用途）、性質(zhì)和成本來進(jìn)行的。將環(huán)境指標(biāo)結(jié)合產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本作為設(shè)計(jì)成分的主導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)人員在構(gòu)思和具體設(shè)計(jì)階段，必須將降低能耗、資源重復(fù)利用以及保護(hù)環(huán)境方面貫徹始終。（1）玻璃成分必須在玻璃形成區(qū)內(nèi)，形成玻璃而不析晶。玻璃形成元素、玻璃形成的化合物、玻璃調(diào)整物歸納