完整版玻璃复习题

1、玻璃工艺学课后答案第1章：1、名词解释硼反常：由于Na2O的参加,氧化钠所提供的氧使【BO3三角体变成【BO4 四面体,导致B203a璃结构由两度空间转变为三维的架状结构.混合碱效应：在二元碱硅玻璃中,当玻璃中碱金属氧化物的含量不变时,用 一种碱金属氧化物取代另一种氧化物时, 玻璃的性质不是呈直线变化,而是出现 明显的极值.这一效应叫做混和碱效应.压制效应：在含碱硅酸盐中随 R0的升高,使R+在扩散中系数下降,这种现 象叫做压制效应.铝反常：氧化铝的结构状态依氧化铝和碱金属相对含量的不同而变化的这种 现象称为铝反常现象.金属桥：认为在铅四方椎体中,在靠近 4个氧离子的一面,因惰性电子被推 开,

2、相当于失去两个电子,可以把一面近似看作是零价的铅离子,这样,四方锥 体中铅离子.这样,四方锥体中的铅离子可以“ 1/2Pb4 + -1/2Pb0称为“金属 桥.2、简答(1)、玻璃的热历史对玻璃的结构和性能的影响答：玻璃的热历史是指玻璃从高温热态冷却,通过转变区域和退火区域的经历. 对于玻璃的成分来说,热历史必然有其对应的结构状态,而一定的结构状态必然 反响在外部的性质上.急冷淬火玻璃较慢冷淬火玻璃具有较大的体积和较小的黏 度.在加热过程中淬火玻璃加热到 300400C 时,在热膨胀曲线上出现体积 收缩,伴随着体积还有着放热效应.(2)、硅酸盐玻璃结构中氧化物的分类及作用答：当参加碱金属氧化物

3、时,石英玻璃中原有的“大分子发生解聚作用,这是 由于碱金属提供氧使硅氧值发生变化所致.当参加碱土金属时,钠钙硅玻璃的性质和结构发生明显变化, 主要表现在结构的 增强和一系列的物理性质的变好.(3)、含铅玻璃的结构特点及其应用答：铅是元素,核外电子层多,离子半径大,电子云易变形,这些都决定了铅玻 璃电阻大,介电损耗小,折射率和色散高以及吸收高能辐射等性能.第3章：1、在硼硅酸盐玻璃中,分相结构对性能的影响答：在硼硅酸盐玻璃的生产中,必须注意分相对化学稳定性的影响. 就化学稳定 性性来说,如果富碱硼相以滴状分散嵌入富硅氧基相中时,由于化学稳定性来说,如果富碱硼相以滴状分掩护碱硼相免受介质的侵蚀,这

4、样的分相将提升玻璃的化 学稳定性,反之,如果在分相过程中,高钠硼相和高硅氧形成相互连接的结构时, 由于化学稳定性不良的硼碱相直接暴露在侵蚀介质中,玻璃的化学稳定性将发生急剧恶化.2、微晶玻璃的制备原理及其工艺过程.答：有限制的析晶和诱导析晶是制备微晶玻璃的根底.成核和晶体长大是实现控 制析品的关键,对成核相晶体长大的限制,可使玻璃形成具有一定数量和大小的 品相.微晶玻璃一般是在玻璃的转变温度以上, 主品相的熔点以下成核和晶体长大. 成 核过程必须严格限制升温速度和成核温度.预防制品变形和不必要的多品转变.第4章：1、何谓玻璃的料性对形成和退火过程有何影响答：玻璃随着温度变化其年黏度变化的速度称

5、为玻璃的料性.黏度随温度变化快的玻璃称为短性玻璃,反之称为长性玻璃.这一性质对成型作 业有直接的关系,如用压延法辗压出花纹之后,随温度的降低,黏度能迅速地增 长,形成可以快速固定 下来,从而保证压出的花纹清楚,退火是通过粘滞流和 弹性来消除玻璃中的应力.故这一性质对退火效率也有很大影响.第5章：1、为什么玻璃的实质强度较理论强度低答：玻璃的实际强度低的原因,是由于玻璃的脆性、玻璃中存在微裂纹尤其 是外表的微裂纹和内部不均与区及缺陷的存在造成应力集中所引起的 由于玻 璃受到应力作用时不会产生流动, 外表的微裂纹急剧扩张,并且应力集中,以致 破裂.2增强玻璃强度的方法有哪些答：在玻璃组成中参加少量

6、的氧化铝和氧化硼小于 15%,会使结构网络 紧密,玻璃强度提升.为了克服外表微裂纹的影响,提升玻璃的强度,可采用两个途径：其一 是减少和消除玻璃的外表缺陷；其二是是使玻璃外表形成压应力,以克服外表微 裂纹的作用.为此可采用外表火焰抛光、氢氟酸腐蚀,以消除或钝化微裂纹,还 可以采用淬冷物理钢化或外表离子交换化学钢化,以获得压应力层.在二氧化硫气氛中退火玻璃,可在玻璃外表形成一层白霜硫酸钠这 层白霜极易被冲洗掉,结果是外表的碱金属氧化物减少,不仅增加了化学稳定性, 也提升了玻璃的强度.玻璃经过钢化后,事其外表产生均匀的压应力,内部形成均匀的张应力, 那么大大的提升制品的机械强度.第6章：1、影响玻

7、璃的化学稳定性的因素有哪些答：玻璃的化学稳定性主要取决于玻璃的化学组成、热处理、外表处理及温度 和压力等.2、对于硅酸盐玻璃如何提升其化学稳定性答：硼硅酸盐玻璃在退火过程中会发生分相, 分成富硅氧相和富钠硼相.分相 后形成孤岛滴球状结构,钠硼相为硅氧相包围,使易溶的钠硼相免受介质的侵蚀, 那么玻璃的化学稳定性将提升.如果分相后钠硼相和硅氧相形成连通结构, 那么玻璃 的化学稳定性将会大大降低,由于易溶的钠硼相能不断的被侵蚀介质浸析出来所 致.因此对三氧化硼含量较高是玻璃,具化学稳定性与退火制度的关系必须予以 重视如退火温度不能太高,退火时间也不能够过长,要尽量预防重复退火等 第7章： 1、玻璃的

8、高温导电和低温导电有何区别答：玻璃的电导率电导率随温度的升高而增大.在Tg温度以下,由于玻璃的结构式相对稳定的,因此电导率与温度呈直线关系.当玻璃的温度高于Tg时,玻璃结构中的质点发生了重排,离子的电导活化能不 在保持常数,关系曲线由直线转化成曲线.第八章：4、红外吸收紫外吸收如何产生答：红外线吸收是由于红外光电磁波的频率与玻璃中分子振子或相当于分子大小的原子团的本征频率相近或相同引起是共振所致.紫外吸收属于电子光谱范畴,相应的吸收光谱频率处于紫外波段.第九章：1、玻璃的着色分为几类答：玻璃的着色大致可分为离子着色、硫硒化物着色和金属胶体着色三大类.3、影响离子价态和配位状态的主要因素有哪些答

9、：影响离子价态有玻璃的根底组成、 不同变价离子间的相互作用、熔制工艺 及光照和热处理等.6、写出金属胶体着色的工艺过程答：金属离子的溶解-金属离子的复原金属原子和成核与长大8、简述硫硒化镉的着色机理 170答：硫硒化镉单晶都是半导体,它们都属于六方晶系,可形成连续混品固溶 体.硫硒化镉的吸收特性与xCd- 1-x CdSe单晶极为类似,二者的吸收极限 都随CdS与CdSe的含量比的减小向长波方向移动,而与此相对应的禁带宽度 E 随之降低.10、何谓物理脱色何谓化学脱色答：物理着色是通过颜色的互补来消除玻璃的颜色,使玻璃变为白色或灰色.化学脱色是指用化学物质一般在配合料中参加氧化剂,使着色较强的

10、Fe2+转化成着色较弱的Fe3+0第十章：3、石英砂颗粒度与颗粒组成对玻璃产生有何影响答：颗粒粒度适中,颗粒大石会使融化困难,并常常产生结石、条纹等缺陷.细级别含量高,其面积能增大,外表吸附和凝聚效应增大,发生成团现象.4、碎玻璃的作用答：采用碎玻璃不但可以利用废物,而且在合理使用下还可以加速玻璃的熔制 过程,降低玻璃熔制的热量消耗,从而降低玻璃的生产本钱和增加产量.十二章：3、简述玻璃的澄清原理物理、化学的.答：化学澄清机理是化学澄清剂应在较高温度下形成高分解压蒸发压即在熔化的配合料排气过程根本结束而熔体的黏度足够低时,即可使气泡足够大是的 速度上升.物理澄清的机理要根据所采用的方法不同而机

11、理也不同：降低的方法,人们根据需要与可能总要设法将温度升高, 既可以加大澄清气体 的分压,使气泡长大；又可以降低熔体飞黏度以使气泡上升, 使气泡能快速的从 玻璃中逸出,总之是到达气泡快速离开玻璃的目的.利用玻璃液流的作用.是从温度限制和窑炉的结构上采取举措, 使玻璃液流能 将玻璃熔体按一定的容积计算尽可能长时间地在熔体外表受到尽可能高的温 度作用.采用机械法搅动熔体,如用湿木头人工鼓泡或人吹入气泡,可使熔体剧烈运动, 目的主要是使熔体受热均匀、化学均匀和排气,对消除作用不大.通过声波或超声波将能量传到分子范围而使其产生强烈运动,从而加速熔体中 气体的扩散,促使气泡核的形成,这有助于熔体中的气体

12、的排出.采用真空或加压的方法是将熔体上的压力降到极小可使气泡长大,加速气泡上开,而根据亨利定律还有减少熔体中气体含量的作用.在使过饱和熔体排出气或预防熔体到到达过饱和的各种方法中, 使玻璃熔体析 晶后再熔化一次,此方法在析品时可形成大量的气泡核, 而且由于溶解度条件的 改变使气体排出形成气泡.5、影响玻璃熔制的因素有哪些答：玻璃的组成、原料的性质及其种类的选择、配合料粒度、水分、气体率、 均匀性、碎玻璃、投料方式、加速剂、熔制制度温度、压力、气氛、玻璃液 流、炉窑和耐火材料、熔制工艺改进等因素.十三章：1、玻璃体内常见缺陷有哪些答：内在缺陷有：气泡、结石、条纹和节瘤.外观缺陷有：光学变形、划伤

13、、端面缺陷.2、气泡形成的原因有哪些如何预防一次气泡和二次气泡的产生答：一次气泡产生的主要原因：1配合料质量、2熔窑原因、3工艺操作不合理、4窑内气氛控制不当、5窑内气体的压力二次气泡产生的主要原因：1物理原因、2化学原因采取举措：解决方法主要是适当升高澄清温度和适当调节澄清剂的用量,根据澄清过程消除气泡的两种方法大气泡逸出、或小气泡被溶解吸收来说,升高温度可使 大气泡逸出.要使小气泡溶解吸收,那么应降低温度,以增加玻璃溶解气泡的水平, 此外,降低窑内气体的压力.降低玻璃液和气体界面上的外表张力可促使气体逸 出,在操作上,严格遵守正确的熔化制度是预防一次气泡产生的重要举措.二次气泡的形成与玻璃

14、熔制密切相关,如果熔制工艺制度限制不当,二次气 泡将是不可预防的.6、结石有哪几种类型析晶结石产生的原因及解决方法答：1配合料结石、2耐火材料结石、3析晶结石、4硫酸盐夹 杂物、5 “黑斑与外来污染物析晶结石产生原因：是由于玻璃在一定温度范围内自身的析晶而造成的.解决方法：为了预防析晶产生,首先要设计合理的玻璃化学组成,使玻璃熔 体尽可能的减少析品倾向,并保证在冷却和成型的条件下对析晶有足够的稳定 性.玻璃液的析晶倾向可以有它们的晶核形成速率和晶体长大的曲线来表示.根据两者曲线在相应温度范围内的相关关系即可找到析晶倾向的最大的温度范围, 为了不让玻璃在此温度范围内析晶, 常采用迅速冷却的方法,

15、预防玻璃液在此温 度范围内停留过长时间,预防晶体产生.产生后解决的举措：升高玻璃液的温度,消除或定期处理玻璃液滞集的局部, 改 善炉内的均化,均有利于预防玻璃析晶结石的产生.十四章：3、试述成型制度与黏度-温度曲线的关系.答：规定玻璃液的成形温度范围,即工作黏度范围,是以玻璃液应具有完整成 形的流动性,在外力作用下易于成形,具有一定的硬化速度与不产生析晶下晶相缺陷来来考虑.如前所述,选择在玻璃的黏度 -温度曲线的弯曲处.“长性玻璃的黏度一温度梯度较“短性玻璃的小,硬化速度较慢,因此 其成形的的工作黏度范围大,形成过程连续时间长.在成形中如果成形机的结构 不可改变,而玻璃制品成形各阶段的连续时间

16、不能调节,为了适应成形操作的特点与机速的要求,就需要改变玻璃的长短性,即改变玻璃的组成使之适应.4、玻璃的成型方法都有那些答：主要有压制法、吹制法、拉制法、压延法、浇铸法与烧结法等.十五章：1、玻璃在一般情况下可同时受到几种应力的作用, 他们对玻璃性能产生的影响答：应力：1、热应力2、结构应力3、机械应力影响：降低制品的机械强度和热稳定性,也影响玻璃的光学均一性,假设应 力超过制品的极限强度,便会自行破裂.3、分析暂时应力和永久应力产生的原因的异同.答：暂时应力是由于温度低于应变点而处于弹性变形温度范围的玻璃,在加热或冷却过程中,即使加热或冷却的速度不大,玻璃的内层和外层也会形成一定的 温度梯

17、度,从而产生一定的热应力,这种应力就是暂时应力.玻璃内永久应力的产生是在应变温度范围内应力松弛的结果.4、简要表达玻璃的退火工艺和共阶段的特点.答：(1)加热阶段：玻璃制品进入退火炉时,都必须把制品加热到退火温度, 在加热过程中玻璃外表产生压力,内应力产生张应力.此时加热升温速度可以相 应的快些.但考虑到玻璃制品厚度的均匀性、制品的大小、形状、及退火窑中温 度分布的均匀性等因素,都会影响加热升温速度.(2)保温阶段：将制品在退火温度下进行保温,使制品各局部温度均与,并 消除玻璃中固有的内应力,在此阶段中要确定退火温度和保温时间. 退火温度可 以根据玻璃的化学组成计算出最高退火温度. 生产中常用的退火温度较最高退火 温度低2030C,作为退火温度.(3)慢冷阶段：经保温玻璃中原有的应力消除后,为预防在冷却过程中产生 新的应力,必须严格限制玻璃在退火温度范围内的冷却速度. 在此阶段要缓慢冷 却,预防在高温阶段产生过大的温差,再形成永久应力.7、物理钢化和化学钢化有何异同答：物理钢化：玻璃的物理钢化是把玻璃加热制低于软