《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：玻璃工藝學(xué)/GlassTechnology課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：限選/學(xué)位課 適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程（陶瓷玻璃材料方向）學(xué)時(shí)數(shù)：40 其中：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5 考核方式：考試預(yù)修課程：材料物理化學(xué)教學(xué)參考書：趙彥釗編.玻璃工藝學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社.2006.9西北輕工業(yè)學(xué)院主編.玻璃工藝學(xué).中國輕工業(yè)出版社.1995.4武漢建材學(xué)院主編.玻璃工藝學(xué)原理.中國建筑工業(yè)出版社.1981.12干福熹主編.現(xiàn)代玻璃科學(xué)技術(shù).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1988.10開課單位：紡織與材料工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程系課程簡介：玻璃工業(yè)是無機(jī)非金屬材料專業(yè)的重要分支，玻璃工藝學(xué)是材料工藝學(xué)的重要組成部分。本課程主要包括玻璃物理化學(xué)和玻璃工藝原理兩大部分。在玻璃物理化學(xué)部分包含玻璃的結(jié)構(gòu)與特性，玻璃的形成，玻璃和熔體的相變，玻璃的性質(zhì)，玻璃的著色與脫色等內(nèi)容。在工藝原理部分包含玻璃的原料，配合料的制備，玻璃的熔制，玻璃的缺陷，玻璃的成型，玻璃的退火與淬火等內(nèi)容。玻璃物理化學(xué)是玻璃生產(chǎn)工藝的重要理論基礎(chǔ)。玻璃組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系又是玻璃物理化學(xué)的精髓。在第一章主要論述了玻璃的五個(gè)特性、玻璃的結(jié)構(gòu)學(xué)說，各種氧化物玻璃結(jié)構(gòu)以及玻璃結(jié)構(gòu)中陽離子分類及各種氧化物在玻璃中的作用。并且討論了玻璃熱歷史對(duì)玻璃性能的影響；第二章主要討論了玻璃形成的條件和氧化物玻璃的形成；第三章主要論述了玻璃和熔體的相變過程和影響因素，包括玻璃的析晶與分相的基本理論和微晶玻璃等相關(guān)知識(shí)；從第四章到第八章分別介紹了玻璃的粘度、玻璃的機(jī)械性能、玻璃的熱學(xué)性能、玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和玻璃的光學(xué)性能等；第九章對(duì)玻璃的著色和脫色做了系統(tǒng)的論述，闡述了玻璃著色的三大機(jī)理和影響玻璃著色的各種因素，介紹了玻璃脫色的基本方法，即物理脫色與化學(xué)脫色以及注意事項(xiàng)。從第十章到第十五章主要講述玻璃生產(chǎn)的基本工藝原理。第十章講述玻璃的各種原料，包括主要原料與輔助原料及碎玻璃等，重點(diǎn)介紹各種原料的作用和使用中注意的問題；第十一章講述配合料制備的相關(guān)問題，包括原料的選擇，組成設(shè)計(jì)、配料計(jì)算和配合料的混合與檢驗(yàn)等；第十三章講述玻璃熔制的五個(gè)階段以及影響玻璃熔制的主要因素；第十三章講述玻璃的三大缺陷——?dú)怏w夾雜物、固體夾雜物和玻璃態(tài)夾雜物，主要介紹相關(guān)的概念、缺陷產(chǎn)生原因和鑒定方法等；第十四章主要講述玻璃成型的性質(zhì)，以及玻璃成型方法等；第十五章主要論述玻璃的退火與淬火，包括玻璃中的應(yīng)力的產(chǎn)生和消除以及相關(guān)概念，玻璃的退火及淬火工藝等。本門課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：掌握玻璃物理化學(xué)的理論知識(shí)及其生產(chǎn)工藝過程，使學(xué)生具有玻璃行業(yè)工程師必備的工藝知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生從事玻璃工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理與開發(fā)能力；培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和分析問題與解決問題的能力。第一章 玻璃結(jié)構(gòu)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求讓學(xué)生掌握玻璃結(jié)構(gòu)的最基本理論知識(shí)，理解玻璃態(tài)的含義、玻璃態(tài)物質(zhì)的特性、玻璃結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；要求學(xué)生熟練掌握玻璃成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，并利用三者的關(guān)系解決實(shí)際問題。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)是各種氧化物在玻璃中的作用及玻璃成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系及熱歷史對(duì)玻璃性質(zhì)的影響。難點(diǎn)為玻璃的熱歷史對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃態(tài)的特性二、玻璃結(jié)構(gòu)學(xué)說三、硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)、硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)和磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)四、玻璃結(jié)構(gòu)中陽離子分類及各種氧化物在玻璃中的作用五、玻璃的熱歷史六、玻璃成分、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系第二章 玻璃的生成規(guī)律（1.5學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求讓學(xué)生掌握玻璃生成的基本規(guī)律；要求學(xué)生能夠理解玻璃生成的熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件，掌握熔體結(jié)構(gòu)、鍵性和鍵強(qiáng)對(duì)玻璃生成的作用，掌握最基本的幾個(gè)氧化物三元系統(tǒng)玻璃形成圖。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)是玻璃生成的動(dòng)力學(xué)條件，熔體結(jié)構(gòu)、鍵性和鍵強(qiáng)對(duì)玻璃生成的作用。難點(diǎn)是T圖的意義。教學(xué)內(nèi)容一、熱力學(xué)條件二、動(dòng)力學(xué)條件三、熔體結(jié)構(gòu)、鍵性和鍵強(qiáng)對(duì)玻璃生成的作用四、氧化物玻璃的生成第三章 熔體和玻璃體的相變（3.5學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求讓學(xué)生掌握熔體和玻璃相變的基本理論；要求學(xué)生能夠熟練玻璃的均勻成核和非均勻成核的概念，掌握玻璃分相的基本概念和理論。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)玻璃的均勻成核和非均勻成核的概念，掌握玻璃分相的基本概念和二元系統(tǒng)玻璃分相的機(jī)理。難點(diǎn)是分相的兩種機(jī)理。教學(xué)內(nèi)容一、熔體和玻璃體的成核過程二、晶體的生長與微晶玻璃三、玻璃的分相四、玻璃的析晶第四章 玻璃的黏度及表面性質(zhì)（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求讓學(xué)生掌握影響玻璃粘度的因素和粘度在生產(chǎn)中的應(yīng)用及計(jì)算方法。要求掌握溫度、熔體結(jié)構(gòu)和玻璃組成對(duì)玻璃粘度的影響，熟練掌握重要的粘度參考點(diǎn)及計(jì)算方法；掌握影響玻璃的表面張力的因素及其離子交換增強(qiáng)原理。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是影響玻璃粘度的因素和粘度參考點(diǎn)。難點(diǎn)溫度對(duì)粘度的影響。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃的黏度二、玻璃的表面張力三、玻璃的表面性質(zhì)第五章 玻璃的力學(xué)性能及熱學(xué)性質(zhì)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求使學(xué)生了解玻璃的主要機(jī)械性能以及影響機(jī)械性能的主要因素。掌握影響玻璃熱膨脹系數(shù)的主要因素和玻璃受熱沖擊破壞的原因。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是斷裂力學(xué)基本理論和影響玻璃機(jī)械性能的因素。難點(diǎn)是玻璃的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度之間的關(guān)系和玻璃材料的斷裂力學(xué)。玻璃熱穩(wěn)定性與熱膨脹系數(shù)之間的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容一、璃的機(jī)械強(qiáng)度二、玻璃的彈性三、玻璃的硬度和脆性四、玻璃的密度五、璃的熱膨脹系數(shù)六、玻璃的熱穩(wěn)定性第六章 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握各種化學(xué)介質(zhì)侵蝕玻璃的機(jī)理，了解提高玻璃的抗侵蝕能力的方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)水、堿及大氣對(duì)玻璃的侵蝕機(jī)理。教學(xué)內(nèi)容一、璃的侵蝕機(jī)理二、影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素第七章 玻璃的電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)（1學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握玻璃得到連原理和影響玻璃電導(dǎo)率的因素。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)影響玻璃導(dǎo)電的因素。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃的電學(xué)性能二、玻璃的磁學(xué)性質(zhì)第八章 玻璃的光學(xué)性質(zhì)（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解有關(guān)的玻璃光學(xué)性質(zhì)，掌握影響玻璃折射率的主要因素及玻璃對(duì)紅外和紫外產(chǎn)生吸收的原因。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)組成對(duì)玻璃的折射率的影響。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃的折射率二、玻璃的光學(xué)常數(shù)三、玻璃對(duì)光的反射、吸收和透過四、玻璃的紅外吸收和紫外吸收第九章 玻璃的著色和脫色（4.5學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解彩色玻璃生產(chǎn)的意義，掌握玻璃的著色三種機(jī)理和玻璃脫色原理；教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)為玻璃的離子著色和化合物著色機(jī)理和玻璃脫色原理；難點(diǎn)為配位場(chǎng)理論。教學(xué)內(nèi)容一、離子著色二、硫、硒及其化合物著色三、金屬膠體著色四、玻璃的脫色第十章 玻璃的原料（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握常用的玻璃主要原料和輔助原料以及各種原料的作用；掌握碎玻璃在玻璃生產(chǎn)中作用和使用中注意的問題。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)為玻璃的各種輔助原料的作用以及碎玻璃的使用等。教學(xué)內(nèi)容一、主要原料二、輔助原料三、碎玻璃第十一章配合料制備（1.5學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握原料的選擇原則、玻璃組成設(shè)計(jì)原則及配合料計(jì)算方法，掌握配合料的制備工藝工程。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是玻璃組成設(shè)計(jì)原則及配合料計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容一、原料的選擇二、玻璃組成的設(shè)計(jì)和確定三、配合料計(jì)算第十二章 玻璃的熔制（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解玻璃的熔制工藝過程，掌握玻璃熔制過程中的主要階段和影響熔制的因素。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)玻璃的澄清與均化過程。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃的熔制過程硅酸鹽形成和玻璃形成二、玻璃的澄清與均化三、玻璃液的冷卻四、影響玻璃熔制過程的因素第十三章玻璃體的缺陷（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握玻璃體中出現(xiàn)的三種主要缺陷的特征、產(chǎn)生原因和解決辦法，使學(xué)生具備解決實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是玻璃中二次氣泡產(chǎn)生的原因；各種結(jié)石的特點(diǎn)和產(chǎn)生原因。教學(xué)內(nèi)容一、氣泡二、結(jié)石三、條紋與節(jié)瘤第十四章 玻璃的成型（1.5學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握與玻璃成型有關(guān)的性質(zhì)——玻璃的流變性和熱學(xué)性質(zhì)對(duì)成型的作用，了解成型過程和常用的成型方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)玻璃的流變性和熱學(xué)性質(zhì)對(duì)成型的作