玻璃工艺学复习题

1、玻璃试题及解答T 1.1玻璃态物质具有以下五个特性：1. 各向同性2. 无固定熔点3. 亚稳性4. 变化的可逆性5. 可变性L1.1.论述玻璃态物质具有的五个特性(一)各向同性：玻璃态物质的质点排列总的说是无规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何方向都是相同的。 (二)无固定熔点 玻璃态物质由固体转变为液体是在一定温度区域(软化温度范围)内进行的，它与结晶态物质不同，没有确定的熔点。 (三)亚稳性 玻璃态物质一般是由熔融体过冷却而得到。在冷却过程中粘度急剧增大，质点来不及作有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热(凝固热)，因此，玻璃态物质比相应的结晶态物质含有较大的能量。它不是处于

2、能量最低的稳定状态，而属于亚稳状态。 (四)变化的可逆性 玻璃态物质从熔融状态冷却(或相反加热)过程中，其物理化学性质产生逐渐和连续的变化，而且是可逆的。 (五)可变性玻璃的性质(在一定范围内)随成分发生连续和逐渐的变化T1.2从一系列硼酸盐和硅酸盐玻璃结构，可以看出，桥氧在结构中起着重要的作用。一般桥氧愈多，结构愈强固，许多物理性能向好的方面转变。反之，桥氧愈少，结构和性能就愈不好。J1.2论述硼酸盐和硅酸盐玻璃结构的桥氧对其结构和性能的影响。从一系列硼酸盐和硅酸盐玻璃结构，可以看出，桥氧在结构中起着重要的作用。一般桥氧愈多，结构愈强固，许多物理性能向好的方面转变。反之，桥氧愈少，结构和性能

3、就愈不好。M1.3逆性玻璃。如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，也能制成玻璃。用y代表每个多面体的桥氧平均数，当y1时，nD(折射率)与d (密度)显著下降。M1.10“硼铝反常”现象在钠硼铝硅玻璃中，当中不存在B203时，A1203代替Si02能使折射率、密度等上升。当玻璃中存在B203时，同样地用A1203代替Si02，随B203含量不同出现不同形状的曲线。当Na20B2O3=4时出现极大值，而当NagOB2O31时，nD(折射率)与d (密度)显著下降。L1.11论述网络的大小及原子排列方式与形成玻璃的关系 熔体自高温冷却，原子，分子的动能减小，它们

4、必将进行聚合并形成大阴离子，从而使熔体粘度增大。一般认为，如果熔体中阴离子集团是低聚合的，就不容易形成玻璃。因为结构简单的小阴离子集团(特别是离子；便于位移、转动，容易调整成为晶体，而不利于形成玻璃。反之，如果熔体中阴离子集团是高聚合的，例如形成具有三度空间的网络或两度空间的层状、一度空间链状结构的大阴离子(在玻璃中通常三者兼而有之，相互交迭)，这种错综复杂的网络，由于位移、转动、重排困难，所以不易凋整成为晶体，即容易形成玻璃。例如氯化钠熔体是由自由的Na+离子与C1-离子构成，在冷却过程中，很容易排列成为NaCl晶体，不利于生成玻璃。而SiO2熔体是一种高聚合的三度空间网络的大阴离子，因此在

5、冷却过程中，由于网络大，熔体结构复杂，转动、重排都很困难，结晶激活能力较大，故不易调整成为晶体，玻璃形成能力很大。B203熔体是一种链状结构，由于阴离子集团聚合程度较高，在冷却过程中，也不易排列成为晶体，易于形成玻璃，但熔体的阴离子集团的大小并不是能否形成玻璃的必要条件，低聚合的阴离子因特殊的几何构型或因其间有某种方向性的作用力存在，只要析晶激活能比热能相对的大得多，都有可能成为玻璃。 对于无机玻璃，因疑固点(Tm)一般较高，大阴离子应该是重要条件之一。L1.12论述化学键的性质与玻璃形成的关系 化学键的性质对玻璃的形成也有重要的作用。化学键是表示原子间的作用力，一般分为金属键，共价键、离子键

6、、氢键及范德华键五种形式。但这五种键不是绝对的，例如共价键与离子键，共价键与金属键之间有过渡形式。 离子键没有方向性和饱和性，故离子倾向于紧密排列，原子间相对位置容易改变，因此离子相遇组成晶格的几率比较大，故离子化合物的析晶激活能不大，容易调整成为晶体。例如离子键化合物NaCl，CaFc等在熔融状态时，以单独离子存在，流动性很大，在凝固点靠库伦力迅速组成晶格 共价键有方向性与饱和性，作用范围较小。但是单纯共价键的化合物大都为分子结构，而作用于分子间的为范德华力，由于范德华力无方向性，组成晶格的几率比较大，一般容易在冷却过程中形成分子晶格，所以共价键化合物一般也不易形成玻璃。 金属键无方向性，饱

7、和性，金属结构倾向于最紧密排列，在金属晶格内形成一种最高的配位数(12)，原子间相遇组成晶格的几率最大，因此最不容易形成玻璃。 从以上分析可见，比较单纯的键型如金属键、离子键化合物在一般条件下不容易形成玻璃，而纯粹的共价键化合物也难于形成玻璃。当离子键和金属键向共价键过渡时，形成由离子共价，金属共价混合键所组成的大阴离子时，就最容易形成玻璃。例如离子与共价键的混合键(极性共价键)，既具有离子键易改变键角，易形成无对称变形的趋势，又具有共价键的方向性饱和性，不易改变键长和键角的倾向。前者造成玻璃的长程无序，后者赋予玻璃短程有序，因此极性共价键化合较易形成玻璃。例如具有极性共价的SiO2、B2O3

8、等都容易形成玻璃。Q1.12比较单纯的键型如金属键、离子键、共价键化合物在一般条件下不容易形成玻璃，L2.2说明为什么熔体中阴离子集团不容易形成玻璃。如果熔体中阴离子集团是低聚合的，就不容易形成玻璃。因为结构简单的小阴离子集团(特别是离子；便于位移、转动，容易调整成为晶体，而不利于形成玻璃。反之，如果熔体中阴离子集团是高聚合的，例如形成具有三度空间的网络或两度空间的层状、一度空间链状结构的大阴离子(在玻璃中通常三者兼而有之，相互交迭)，这种错综复杂的网络，由于位移、转动、重排困难，所以不易凋整成为晶体，即容易形成玻璃。L2.3比较单纯的键型如金属键、离子键化合物在一般条件下不容易形成玻璃，而纯

9、粹的共价键化合物也难于形成玻璃。当离子键和金属键向共价键过渡时，形成由离子共价，金属共价混合键所组成的大阴离子时，就最容易形成玻璃。例如离子与共价键的混合键(极性共价键)，既具有离子键易改变键角，易形成无对称变形的趋势，又具有共价键的方向性饱和性，不易改变键长和键角的倾向。前者造成玻璃的长程无序，后者赋予玻璃短程有序，因此极性共价键化合较易形成玻璃。T2.3根据氧化物单键强度的大小，将氧化物分为 、 、 。1. 玻璃形成氧化物2. 中间体氧化物3. 玻璃调整氧化物L2.3根据氧化物单键强度的大小，将氧化物分类。玻璃形成氧化物 键强在80千卡克分子以上，它们本身能生成玻璃，如Si02、B203、

10、P205、Ge02等。玻璃调整氧化物 键强在60千卡克分子以下，在通常条件下不能生成玻璃，但能改变玻璃的性能，一般使结构变弱，如Na20、K20、CaO等。中间体氧化物 键强在6080千卡克分子，其玻璃形成能力介于玻璃形成物与玻璃调整氧化物之间，但本身不能单独形成玻璃。加入玻璃中能改善玻璃的性能，如A1203、BeO、ZnO，Ti02等。Q2.3中间体氧化物的玻璃形成能力介于玻璃形成物与玻璃调整氧化物之间，其本身不能单独形成玻璃。J2.4论述影响金属核化能力的几个主要因素。 1晶格常数相近 一般认为，金属颗粒诱导析晶时，只要金属和被诱导的晶核间晶格常数之差不超过1015就会因外延(或称附生)作

11、用而成核。 2金属颗粒的大小 金属颗粒的大小，对核化能力有重要的作用，一般当晶体颗粒达到一定大小时，才能诱导主体玻璃析晶。例如在Li20、Si02玻璃中，只有金属颗粒达到80埃时，才能使玻璃发生结晶。因为核粒小，曲率半径就小，核化结晶的应力增大，给主体玻璃的核化和晶化带来困难。L3.1 关于Zr02的核化作用，一般认为先是从母相中析出富含锆氧的结晶(或生成约50埃的富含ZrO2的微不均匀区)，进而诱导母体玻璃成核。实验证明，在Li20-A1203-Si02，MgO-Al2O3-Si02等系统的微晶玻璃中，ZrO2主要诱导形成主晶相为石英固溶体，次晶相为细颗粒的立方Zr02固溶体。 Zr02在硅

12、酸盐熔体中，溶解度小，一般超过3就溶解困难而常常从熔体中析出，这是ZrQ作为成核剂的不利一面。如入少量P205能促进ZrO2的溶解。L3.2 Ti02的成核机理比较复杂，目前尚未彻底弄清。一般认为在核化过程中，首先析出富含钛氧的液相(或玻璃相)。它是一种微小(约50埃)悬浮体，在一定条件下(如热处理)将转变为结晶相，进而使母体玻璃成核和长大。X射线衍射证明，在含钛的MgO-A1202-Si02玻璃中析出的悬浮体是钛酸镁。其他一些含钛玻璃，分相后的析出物都不是单纯的二氧化钛Ti02，而是一种钛酸盐。 Ti4+在玻璃结构中属于中间体阳离子，在不同的条件下它可能以六配位TiO6或四配位(Ti04状态

13、存在。在高温(由于配位数降低)Ti4+可能以四配位参加硅氧网络，而与熔体产生良好的混溶。当温度降低，钛将从钛氧四面体转变为低温的稳定状态钛氧八面体，这时由于（TiO6）与Ti04)结构上的差别，Ti02就会与其它RO类型的氧化物一起从硅氧网络分离出来(分液)，并以此为晶核，促使玻璃微晶化。 Ti02有缩小Na2O-Si02玻璃不混溶区的作用(如图3-2所示)。 从图3-2可以看出，TiO2在一定程度有减小玻璃分相的作用，因此Ti02不可能通过分相来促使玻璃的核化。L3.3 P205是玻璃形成氧化物，对硅酸盐玻璃具有良好的成核能力。常与Ti02，Zr02共用或单独用于Li20-A1203-Si0

14、2，Li20-MgO-Si02和MgO-Al2O3-Si02等系统微晶玻璃。P205在硅氧网络中易形成不对称的磷酸多面体(如图3-3所示)。加之P5+的场强大于Si4+，因此它容易与R+或R2+一起从硅氧网络中分离出来。一般认为P205在玻璃中的核化作用，来源于分相。因为分相能降低界面能，使成核活化能下降。 实验证明，P205能大大提高Na20-SiO2玻璃的不混溶温度并扩大其不混溶区，(如图3-4所示)。 从图也可以看出，当以1克分子A1203和1P205,加入于Na2016，SiO284的玻璃中时，它的不可混溶温度很接近于原始玻璃，即A1203有缩小不混溶区的作用，这主要是由于晶态A1PO

15、4与方石英在结构上相似性所致。M3.4混合碱效应 在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。这一效应叫做混合碱效应，例如碱离子的扩散系数，当玻璃含有两种碱离子A和B时，不论A还是B的自扩散系数都要降低，其数值随着两种离子相对克分子浓度而改变。 这个最低点m在(1一x)Na20xCs20 5SiQ玻璃的许多与扩散有关的性能上得到反映，例如玻璃的热膨胀系数，电导率和介电损耗等在m的附近为最低，化学稳定性在m点为最高。其它一些与扩散无关的性能，如折射率、密度、硬度等则不出现极值，仍与化学成分成直线关系。 混合

16、碱效应已在生产实际得到应用，可以在仅仅调整碱离子种类而不变动其他成分的条件下，改变或提高玻璃的性能。例如温度计玻璃就是采用单碱成分以防止由于混合碱效应而增大零点下降的现象发生。L3.4解释混合碱效应 大致有下列几种论点：(1)不同大小碱离子的相互阻挡论。认为在混合碱玻璃的扩散过程中，较小离子所留下的空位，阻挡大离子的运动，因而较大离子需要再活化，才能进行扩散，(2)认为同类碱离子间的排斥力大于异类碱离子之间的斥力，因此混合碱玻璃中碱离子与网络的结合力大于单碱玻璃，使混合碱玻璃中碱离子扩散活化能增大，3)电动力学交互作用论。认为在玻璃中每个带正电的碱离子和它所在位置的负电荷一起，形成一个电偶极，

17、这个电偶极要同邻近的其它电偶极相互作用(即电动力学交互作用)。由于交互作用，一个碱离子就会受到其周围碱离子的牵制，因而扩散所需的活化能增加。尤其是，当邻近碱离子由于种类不同而电场振荡频率不一致时，影响更大。在混合减玻璃中，随着一种碱离子浓度的增加，对另一种碱离子来说，其邻近的进入交互作用区的异类碱离子增多，因而交互作用加强，结果扩散活化能随着异类碱离子含量的增加而变大，这个论点较受重视。 L3.4 运用电动力学交互作用论解释混合碱效应T3.5从熔体或玻璃体中析出晶体，一般要经过两个步骤：先形成 然后是 长大。1. 晶核2. 晶体M3.熔体和玻璃体的相变 - 从均匀的液相或玻璃相转变为晶相或分解

18、为两种互不相溶的液相。M3.6均匀成核 处于过冷状态的玻璃熔体，由于热运动引起组成上和结构上的起伏，一部分变成晶相。晶相内质点的有规则排列导致体积自由能的减小。然而在新相产生的同时，又将在新生相和液相之间形成新的界面，引起界面自由能的增加，对成核造成势垒。因此，在新相形成过程中，同时存在两种相反的能量变化。当新相的颗粒太小时，界面对体积的比例大，整个体系的自由能增大。但当新相达到一定大小(临界值)时，界面对体积的比例就减小，系统自由能的变化G为负值，这时新生相就有可能稳定成长。这种可能稳定成长的新相区域称为晶核。那些较小的不能稳定成长的新相区域称为晶胚。Q3.6非均匀成核比均匀成核易于发生。

19、M3.7非均匀成核 非均匀成核是依靠相界，晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程，又称非本征成核。很早以前人们就发现在某些过饱和溶液中，加入某些晶态物质(晶种)可以实现诱导结晶。在四十年代有人根据碘化银与冰在晶格常数方面的相似性(点阵匹配)，曾经利用碘化银作为成核剂成功地进行了人工降雨。通过成核剂实现结晶，以及在熔体外表面或容器壁上形成晶核等，一切借助于界面的成核过程都属于非均匀成核的范畴。Q3.7 一般说来，成核剂和初晶相之间的界面张力越小，或它们之间的晶格常数越接近，成核就愈 。1.无影响2.难3. 容易M3.8成核过程 可分为均匀成核和非均匀成核。均匀成核是指在宏观均匀的玻璃中，在

20、没有外来物参与下，与相界、结构缺陷等无关的成核过程，又称本征成核或自发成核。非均匀成核是依靠相界，晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程，又称非本征成核。T4.1影响玻璃粘度的主要因素是 和 ，在转变区范围，还与 有关。1.化学组成2. 温度3. 时间M5.1化学钢化（玻璃表面的离子交换） 把玻璃涂覆某些盐类或浸在某些盐类的熔融物中加热，玻璃中某些离子就会同熔盐中的离子相互交换。进行交换的离子主要是一价正离子。交换现象通常是从表面开始的，如果通过交换，玻璃中原有的较小离子被熔盐中的较大离子所置换。则在表面上产生了压应力，从而使玻璃的强度增加。例如，把Na20-A120s-Si02玻璃浸在

21、熔融的KNO3中，温度623，时间24小时可使玻璃机械强度捉高。J5.2影响化学钢化效果的主要因素生产上，常用阳离子半径大的交换半径较小的，由于这种类型的离子交换在转变点以下进行，因此，一般不会产生任何结构松弛。表面压应力系大离子挤压的结果，由大离子挤压效应产生的压应力大小主要与以下因素有关： (1)交换离子的离子半径比， (2)产生交换的程度， (3)热膨胀系数的变化， (4)表面结构重组所产生的应力松弛情况， (5)压应力层的厚度。T8.1影响玻璃化学稳定性的因素： 、 、 。1 化学组成的影响2热处理的影响3表面状态的影响J8.1简述影响玻璃化学稳定性的主要因素1.化学组成的影响2.热处

22、理的影响3.表面状态的影响Q8.2构成玻璃的氧化物对玻璃的结构网络完整致密化有利时，化学稳定性就 ，反之，则 。1. 提高；下降2. 提高；不变化 3. 下降；提高；下降T8.2构成玻璃的氧化物对玻璃的结构网络完整致密化有利时，化学稳定性就 ，反之，则 。1. 提高2. 下降M8.3玻璃的化学稳定性玻璃对水、酸、碱、盐类、气体及其它化学试剂溶液的侵蚀的抵抗能力叫做化学稳定性。T9-1 玻璃的导电性 在常温下一般玻璃是 。随着温度的上升，玻璃的导电性迅速 ，特别是在转变温度Tg点以上，导电率有飞跃的 ，到熔融状态，玻璃变成 。1. 电绝缘材料2. 提高3.增加4. 良导体Q9.1随着温度的上升，

23、玻璃的导电性迅速 ，1.增加2. 不变化 3. 下降J9.2简答玻璃中R20和RO的含量与其电导率的关系玻璃网络的断裂程度取决于R20和RO的含量，随着Na20含量的增加，Na+离子扩散加速，这一效果必将导致玻璃的电导率上升，在多组份玻璃中，情况与此相似，即随着R20含量的增加，玻璃的电导率上升。T9.3硅酸盐玻璃的导电机理是 ，而半导体玻璃的导电机理是 。不含氧的硫化物，硒化物和碲化物玻璃(统称硫属化物玻璃) 的导电机理是 ，此外，某些过渡元素氧化物玻璃(如V2O5玻璃等)也具有 的特性。1. 离子导电2. 电子导电3. 电子导电4. 电子导电Q9.3硅酸盐玻璃的导电机理是 ，而半导体玻璃的

24、导电机理是 。不含氧的硫化物，硒化物和碲化物玻璃(统称硫属化物玻璃) 的导电机理是 ，此外，某些过渡元素氧化物玻璃(如V2O5玻璃等)也具有 的特性。1. 离子导电； 电子导电2.电子导电； 电子导电3. 电子导电；离子导电L11.1 玻璃的脱色原理 在玻璃生产中，由于种种原因总是有少量的铁进入于玻璃熔体中，使玻璃产生不良的黄绿色，降低玻璃的透明度和“白度”，影响到玻璃制品的质量，因此一般必须对玻璃进行脱色。 玻璃的脱色分化学脱色和物理脱色两类。化学脱色一般是在配合料中加入氧化剂，使着色较强的亚铁离子Fe2+转变为着色弱的高铁离子Fe3+。另外氟化物能与铁形成无色的(FeF6)-3络离子，也属

25、于化学脱色的范畴。常用的化学脱色剂有白砒(与硝酸盐共用)、二氧化铈和氟化物等。 化学脱色只是在一定程度减弱铁的着色，不能完全消除玻璃的颜色。因此在化学脱色的同时还需要进行物理脱色。物理脱色是通过颜色互补来消除玻璃的颜色。三原色 (红，绿、蓝)中任一种原色与其余二种混合色光都互为补色。铬、锰混合着色就是颜色互补的实例之一。说明两种颜色的综合，几乎把整个可见光的各波段全面地按比例地均匀吸收，因而所得的颜色为灰色。在理想的情况下，两种颜色互补可以成为玻璃的脱色分化学脱色和物理脱色两类。J11.2化学脱色 化学脱色是借助于脱色剂的氧化作用，使玻璃被有机物沾染的黄色消除，以及使着色能力强的低价铁氧化物变

26、成为着力能力较弱的三价铁氧化物(一般认为Fe2O3着色能力比FeO低10倍)，另外氟化物能与铁形成无色的(FeF6)-3络离子，也属于化学脱色的范畴。常用的化学脱色剂有白砒(与硝酸盐共用)、二氧化铈和氟化物等。J11.3物理脱色剂 物理脱色是通过颜色互补来消除玻璃的颜色。三原色 (红，绿、蓝)中任一种原色与其余二种混合色光都互为补色。铬、锰混合着色就是颜色互补的实例之一。说明两种颜色的综合，几乎把整个可见光的各波段全面地按比例地均匀吸收，因而所得的颜色为灰色。物理脱色是往玻璃中加入一定数量的能产生互补色的着色剂，使玻璃由于FeO， Fe2O3，Cr2O3，Ti02所产生的黄绿色到蓝绿色得到互补

27、。T11.3玻璃的脱色分 和 两类。1. 化学脱色2.物理脱色L13.1在设计玻璃组成时，应当注意哪些原则： (一)根据组成，结构和性质的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求。 (二)根据玻璃形成图和相图，使设计的组成能够形成玻璃，析晶倾向小(微晶玻璃除外)。 (三)根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成形、加工等工序的实际要求。 (四)所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。J13.2为了使设计的玻璃析晶倾向小，选择组成要注意哪些问题可以参考有关相图，在接近共熔点或相界线处选择组成点。这些组成点在析晶时会形成二种以上不同的晶体，引起相互干扰，成核的几率减小，不易析晶。同时这些组成点熔制温度

28、也低。应用玻璃形成图时，应当远离析晶区选择组成点，设计的组成应当是多组份的，这也有利于减小折晶倾向，一般工业玻璃其组成氧化物在56种以上。M14.1玻璃的熔制 将配合料经过高温加热形成均匀的，无气泡的(即把气泡、条纹和结石等减少到容许程度)，并符合成形要求的玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。L14.1玻璃的熔制过程 将配合料经过高温加热形成均匀的，无气泡的(即把气泡、条纹和结石等减少到容许程度)，并符合成形要求的玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。可分为五个阶段：硅酸盐形成、玻璃形成，澄清、均化和冷却。1.配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。普通钠钙硅酸盐玻璃，硅酸盐形成在800900基本结

29、束。2. 烧结物连续加热时即开始熔融。在熔化的同时发生硅酸盐和剩余二氧化硅的互溶。到这一阶段结束时，烧结物变成了透明体，再没有未起反应的配合料颗粒了。但玻璃液中还有大量气泡，而玻璃液本身在化学组成和性质也不均匀，有很多条纹。熔制普通玻璃时，玻璃的形成在12001250完成。3. 玻璃液继续加热，其粘度降低，并从中放出气态混杂物，即进行去除可见气泡的过程。熔制普通玻璃时，澄清在14001500结束。这时玻璃液粘度10帕秒。4. 玻璃液长时间处于高温下，其化学组成逐渐趋向均一，即由于扩散的作用，使玻璃中条纹，结石消除到允许限度，变成均一体。玻璃液是否均一，可由测定不同部位玻璃的折射率或密度的一致程

30、度来鉴定。熔制普通玻璃时，均化可在低于澄清的温度下完成5. 经澄清均化后将玻璃液的温度降低200300，以便使玻璃液具有成形所必需的粘度。在冷却过程中，应不损坏玻璃的质量。 J14.2玻璃熔制的过程，在高温下的反应很复杂，可分为五个阶段：硅酸盐形成、玻璃形成，澄清、均化和冷却。这五个阶段各有特点。M14.3硅酸盐形成 硅酸盐生成反应在颇大程度上是在固体状态下进行的。配合料各组份在加热过程中经过一系列的物理变化和化学变化，主要的固相反应结束了，大部分气态产物从配合料中逸出。在这一阶段结束时，配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。制普通钠钙硅酸盐玻璃时，硅酸盐形成在800900基本结束。

31、M14.4玻璃的形成烧结物连续加热时即开始熔融。易熔的低共熔混合物首先开始熔化，在熔化的同时发生硅酸盐和剩余二氧化硅的互溶。到这一阶段结束时，烧结物变成了透明体，再没有未起反应的配合料颗粒了。但玻璃液中还有大量气泡，而玻璃液本身在化学组成和性质也不均匀，有很多条纹。熔制普通玻璃时，玻璃的形成在12001250完成。M14.5澄清 玻璃液继续加热，其粘度降低，并从中放出气态混杂物，即进行去除可见气泡的过程。熔制普通玻璃时，澄清在14001500结束。这时玻璃液粘度10帕秒。M14.6均化 玻璃液长时间处于高温下，其化学组成逐渐趋向均一，即由于扩散的作用，使玻璃中条纹，结石消除到允许限度，变成均一

32、体。玻璃液是否均一，可由测定不同部位玻璃的折射率或密度的一致程度来鉴定。熔制普通玻璃时，均化可在低于澄清的温度下完成。M14.7冷却过程 经澄清均化后将玻璃液的温度降低200300，以便使玻璃液具有成形所必需的粘度。在冷却过程中，应不损坏玻璃的质量。M14.5热点 沿窑长的温度曲线上，玻璃澄清时的最高温度点T15.1玻璃体的缺陷按其状态的不同，可以分成三大类：(一) (二) (三) 。1.气泡(气体夹杂物) 2.结石 (固体夹杂物)3.条纹和节瘤(玻璃态夹杂物)J15.1按玻璃体缺陷的状态对其分类。1.气泡(气体夹杂物) 2.结石 (固体夹杂物)3.条纹和节瘤(玻璃态夹杂物)M17.1.何谓玻

33、璃的淬火(又称物理钢化) 通过在玻璃表面造成压应力层的办法淬火(又称物理钢化)使玻璃得到增强。这是机械因素起主要作用的结果。J17.1简述物理钢化的原理通过在玻璃表面造成压应力层的办法淬火(又称物理钢化)使玻璃得到增强。这是机械因素起主要作用的结果。一般说来，玻璃的淬火，就是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上5060，然后在冷却介质中(淬火介质)急速均匀冷却(如风冷淬火，液冷淬火等)，在这过程中玻璃的内层和表面层将产生很大的温度梯度，由此引起的应力由于玻璃的粘滞流动而被松弛，所以造成了有温度梯度而无应力的状态。冷却到最后，温度梯度逐渐消除，松弛的应力即转化为永久应力，这样造成了玻璃表面均匀分布的

34、压应力层。 这种内应力的大小与制品的厚度，冷却速度及玻璃的膨胀系数有关。因此认为薄玻璃和具有低膨胀系数的玻璃较难淬火。淬火薄玻璃制品时，结构因素起主要作用，而淬火厚玻璃制品时则是机械因素起主要作用。Q17.2 玻璃和具有 膨胀系数的玻璃较 淬火。1. 厚；低；难2. 薄；低；难3. 薄；高；难J17.3简述淬火玻璃的应力分布在玻璃厚度方向上呈抛物线型。表面层为压应力，内层为张应力。当其受到弯曲载荷时，由于力的合成的结果，最大应力值不在玻璃表面，而是移向玻璃的内层，这样玻璃就可以经受更大的弯曲载荷。J17.4退火温度与玻璃组成的关系 玻璃的退火温度与其化学组成有关，凡能降低玻璃粘度的组成，也能降

35、低退火温度。碱金属氧化物能显著地降低玻璃的退火温度，其中Na20的作用大于K2O的作用。SiO2， CaO和Al2O3能提高退火温度，BaO和PbO降低退火温度，PbO的作用大于BiO的作用; ZnO和MgO的作用很小，含B2O3 l520左右的玻璃，其退火温度将随B2O3含量的增加而显著地提高，超过1520的则随B2O3含量的增加而逐渐降低.M17.5玻璃的退火温度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Tg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。Q17.5为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到 玻璃转变

36、温度Tg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。1.高2.等于3. 低于M17.6玻璃的退火温度及退火温度范围 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Tg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，由于粘度较大，应力虽然能够松弛，但不会发生可测得出的变形。玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过三分钟能消除应力95，一般相当于退火点(=1012帕秒)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三分钟只能消除应力5，也叫退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间

37、称为退火温度范围。T17.7大部分器皿玻璃最高退火温度为 ，平板玻璃为 ；瓶罐玻璃为 ，硼硅酸盐玻璃为 。1. 550202. 5505703. 5506004. 560610Q17.8实际上，一般采用的退火温度都比最高退火温度 。2030，低于最高退火温度50150是最低退火温度。1. 低2.高3.没有关系实际上，一般采用的退火温度都比最高退火温度 低。2030，低于最高退火温度50150是最低退火温度。T17.9退火玻璃比淬火玻璃的化学稳定性 ，这是因为退火玻璃比淬火玻璃的 ，网络结构比较 的缘故。1.高2. 比重大3. 紧密Q17.9退火玻璃比淬火玻璃的化学稳定性 。 1.高2.低3.不

38、变T17.20淬火玻璃同一般玻璃比较，其 ， 以及 等，都有很大的提高。1. 抗弯强度2. 抗冲击强度3. 热稳定性M17.21退火，就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程。将玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg附近温度进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛。J17.22为什么要对成型的玻璃制品退火玻璃制品在生产过程中，经受激烈的、不均匀的温度变化时，将产生热应力。这种热应力能降低制品的强度和热稳定性。高温成形或热加工的制品，若不经退火令其自然冷却，很可能在成形后的冷却、存放以及机械加工的过程中自行破裂。玻璃制品自高温自然冷却时，其内部的结构变化是不均匀的，由此造成玻璃光学性质

39、上的不均匀。T17.23玻璃中的应力，一般可分为三类：(一) ， (二) ，(三) 。1. 热应力2. 结构应力3. 机械应力T17.24玻璃表面层具有规律、 的 应力，能提高玻璃的机械强度和 。玻璃的淬火增强就是利用这一原理。1. 均匀分布2. 压3. 热稳定性Q17.24玻璃表面层具有规律、 的 应力，能提高玻璃的机械强度和 。玻璃的淬火增强就是利用这一原理。1. 均匀分布；压；热稳定性2.不均匀分布；压；热稳定性3. 均匀分布；张；热稳定性薄玻璃和具有低膨胀系数的玻璃较难淬火。M28-1 微晶玻璃 微晶玻璃是由结晶相和玻璃相组成的。结晶相是多晶结构，晶体细小，比一般结晶材料的晶体要小得多

40、（纳米级）。晶体在微晶玻璃中的分布是空间取向。在晶体之间分布着残存的玻璃相，玻璃相把数量巨大、粒度细微的晶体结合起来。结晶相的数量一般为5090，玻璃相的数量l5到高达50，但无论如何延长晶化时间也不能消徐玻璃相，晶化后残余的玻璃相是很稳定的，在一般条件下不会析晶。微晶玻璃中结晶相、玻璃相分布的状态，随它们的比例而变化。当玻璃相占的比例大时，玻璃相呈现为连续的基体，而彼此孤立的晶相均匀地分布在其中，如玻璃相数量较少时，玻璃相分散在晶体网架之间，呈连续网络状。当玻璃相数量很低时，它就以薄膜的状态分布在晶体之间。微晶玻璃是晶体同玻璃体的复合材料，其性能由两者的性质及数量比例决定。J28.2论述微晶

41、玻璃结构对于性能的影响 微晶玻璃的性质，主要由析出晶体的种类、晶粒的大小、晶相的多少以及残存玻璃相的种类及数量所决定。而以上诸因素，又取决于玻璃的组成及热处理制度。另外，成核剂的使用是否适当，对T28.1. 用于微晶玻璃的成核剂有下列几种类型： (一)贵金属盐类、 (二)氧化物、(三)氟化物28.1微晶玻璃（玻璃陶瓷或结晶化玻璃） 将加有成核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃，在一定温度下热处理后，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，称之为微晶玻璃。28.2一般说来，成核剂和初晶相之间的界面张力 ，或它们之间的 越接近，成核就愈 。1. 越小2. 晶格常数3. 容易28.4论述 Zr02的核化作用一般认为先是从母相中析出富含锆氧的结晶(或生成约50埃的富含ZrO2的微不均匀区)，进而诱导母体玻璃成核。实验证明，在Li20-A1203-Si02，MgO-Al2O3-Si02等系统的微晶玻璃中，ZrO2主要诱导形成主晶相为石英固溶体，次晶相为细颗粒的立方Zr02固溶体。 Zr02在硅酸盐熔体中，溶解度小，一般超过3就溶解困难而常常从熔体中析出，这是ZrQ作为成核剂的不利一面。如入少量P205能促进ZrO2的溶解。28.4论述Ti02的成核机理。一般认为在核化过程中，首先析出富含钛氧的液相(或玻璃相)。它是一种微小(约50埃)悬浮