玻璃物理化学性能计算

玻璃物理化学性能计算一、玻璃的粘度计算...1.粘度和温度的关系...2.玻璃构成对温度的作用...3.粘度参照算点及在生产中的应用...4.粘度的计二、玻璃的机械性能和表面性质...1.玻璃表面张力的物理与工艺意义...2.玻璃表面张力与构成及温度的关系...3.玻璃的表面性质...4.玻璃的密度计算三、玻璃的热学性质和化学稳固性...（一）玻璃的热学性能...（二）玻璃的化学稳固性...（三）玻璃的光学性质一、玻璃粘度和温度的关系粘度是玻璃的重要性质之一。它贯衣着玻璃生产整个阶段，从熔制、澄清、均化、成型、加工、直到退火都与粘度亲密有关。在成型和退火方面年度起着控制性的作用。在高速成型机的生产中，粘度一定控制在必定的范围内，而成型机的速度决定与粘度随温度的递加速度。别的玻璃的析晶和一些机械性能也与粘度有关。所有适用硅酸盐玻璃，其粘度随温度的变化规律都属于同一种类，不过粘度随温度变化的速度以及对应某给定温度的有所不一样。在10怕.秒（或许更低）11至约10怕.秒的粘度范围内，玻璃的粘度由玻璃化学成分所决定的，而在从约这些现象可由图来说明：Na2O---CaO---SiO2玻璃的弹性、粘度与温度的关系上图的三个区。在A区温度较高。玻璃表现为典型的粘度液体，他的弹性性质近于消逝。在这一温度去中粘度仅决定于玻璃的构成和温度。当温度近于B区时，粘度随温度降落而快速增大，弹性模量也快速增大。在这一温度区的粘度去决定于构成和温度外，还与时间有关。当温度进入C区，温度持续降落，弹性模量持续增大，粘滞留东变得特别小。在这一温度区，玻璃的粘度和其余性质又决定于构成和温度而与时间没关。图中所市的粘度和弹性随温度的变化现象，能够从玻璃的热历史说明。粘度（帕.温度Log10n粘度范围温度范围粘度系数帕.秒）（℃）（℃）秒℃1014510.010—1023.16*1012951.5103—1042732.310211782.0105—10610310133.0107—1081108.2*101049034.0109—10101058235.01011—1012591.5*1041013—10141067646.01077167.0422.3*101086748.01096399.0302.8*10101060910.0101158311.0101255912.0423.8*10101353913.0101452314.0165.6*10

681014钠钙硅玻璃的粘度—温度数据二、玻璃的构成对粘度的作用玻璃成分与玻璃粘度之间存在卓复杂的关系，一般能够从硅氧比、离子的极化、键强、构造对称性以及配位数等方面来说明。现分述于如：2.1氧硅比当氧硅比增大（比如熔体中碱含量增大），使大型四周体群分红为小型四周体群，自由体空间随之增大，以致熔体粘度降落，一些钠钙硅酸盐在1400℃的粘度组分O:SiO21400℃时的粘度（帕.秒）SiO22.0109Na2O.2SiO2222.528NaO.SiO2NaO.2SiO23.00.164.0＜0.1在玻璃中一氟化物取代氧化物时（如以CaF2取代CaO），因为阴离子与硅之比值增大，也有降低粘度的作用。2.2化学键的强度在其余条件相同的前提下，粘度随阳离子与氧的键力增大而增大。在两元（R2O-SiO2）玻璃中,当O/Si比值很高时（即R2O含量较高），硅氧四周体间连结较少，已靠近遇岛状构造，四周体很大程度上依赖键力R-O相联接，所以键力量的Li+拥有最高的粘度，粘度按Li2O-Na2O-K2O次序递减。但当O/Si比值很低时，它们的粘度大小次序因为此相反。在加入配位数相同的阳离子状况下，各氧化物取代SiO2后年度的变化取决于R-O键力的大小。所以nAl2O3＞nGa2O3何nSiO2＞nGeO2.2.3离子的极化离子间的相互作用极化对粘度有显然的影响。阳离子的极化力大，关于硅氧键的氧离子极化、变形大，减弱对氧键的作用大，表此刻粘度降落。一般来说非惰性气体性阳离子的极化力大于惰性气体型氧离子，故前者减弱硅氧键的作用较大，拥有较低的粘度。以过渡金属氧化物取代也有粘度的作用以下图。0.751.001.25在碱硅二元玻璃中，当O/Si比很低时，对粘度其主要作用的是硅氧四周体[SiO4]间的键力。极化力最大的Li+是减弱Si-O-Si键的作用最大，故粘度按Li2O-Na2O-K2O次序递加。2.4构造的对称性在必定的条件下，构造的对称性对粘度有侧重要的作用。假如构造不对称便可能在构造中存在缺点和短处，所以使粘度降落。比如，硅氧键和硼氧键的键强属于同一数目级的，但是石英玻璃的粘度却比硼氧玻璃大的多，这正是因为两者构造的对称程度不一样所致。又如磷氧键和硅氧键键强也属于同一数目级的，可是磷氧玻璃的粘度比石英玻璃的小的多。主要磷氧玻璃四周体中又一带双键氧、构造不对称的缘由。∪|［—P==O］|∩2.5配位数配位状态对玻璃的粘度也有重要的影响，氧化硼在这方面特别显然。在电荷相同的条件下，随氧离子配位数N的高升，增添了对硅氧公司的聚集密切，粘度上涨。综上所述，各常有氧化物对玻璃粘度的作用，大概概括以下：一、SiO2、Al2O3、ZrO2等提升粘度。二、碱金属氧化物降低粘度。三、碱土金属氧化物对粘度的作用较为复杂。对增添粘度次序一般为：Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+此中CaO在低温时增添粘度，在高温时当含量10—12%时降低粘度，当含量10—12%时增大粘度。四、PbO、CdO、Bi2O3、SnO等降低粘度。别的、Li2O、ZnO、B2O3等都有增添低温年度，降低高温年度的作用。2、玻璃粘度与成分的关系各样常有氧化物对玻璃粘度的作用大概概括以下：1）SiO2、Al2O3、ZrO2等提升玻璃粘度。（2）碱金属氧化物R2O降低玻璃粘度。（3）碱土金属氧化物对玻璃粘度的作用较为复杂。一方面近似于碱金属氧化物，能使大型的四周体群解聚，惹起粘度减小；另一方面这些阳离子电价较高，离子半径又不大，故键力较碱金属离子大，有可能争夺小型四周体群的氧离子于自己的四周，使粘度增大。前一成效在高温时是主要的，尔后一成效主要表此刻低温。碱土金属惹起粘度增添能力的排序为：2+2+2+2+Mg>Ca>Sr>Ba此中CaO在低温时增添粘度；在高温时，当含量小于10%—12%.时降低粘度，当含量大于10%—12%时增添粘度。（4）PbO、CdO、BiO、SnO2等降低玻璃粘度。别的，Li2O、ZnO、B2O3等都有增添低温粘度，降低高温粘度的作用。3、玻璃粘度参照点在玻璃生产上常用的粘度参照点以下：13.6（1）应变点：应力能在几小时内除去的温度，大概相当于粘度为10Pa.s,时的温度。12.4（2）转变点：相当一粘度为,10Pa.s时的温度，往常用T表示。3）退火点：应力能在几分钟内除去的温度，大概相当于粘度为,1012Pa.s时的温度。（4）变形点：相当于粘度为,1010—1011Pa.s时的温度范围。（5）融化温度：它与玻璃的密度和表面张力有关，相当于粘度为,106.6Pa.s时的温度，往常用Tf表示。（6）操作范围：相当于成型玻璃表面的温度范围。T上限指准备成型操作的温度，相当于粘度为,102—103Pa.s时的温度；T下限限相当于成型时能保持制品形状的温度，相当于粘>105Pa.s时的温度。操作范围的粘度一般为103—106Pa.s（7）融化温度：相当于粘度为,10Pa.s时的温度，在此温度下玻璃能以一般要求的速度融化。常用Tm表示。（8）自动供料机供料的粘度:102—103Pa.s（9）人工挑料粘度：102.2Pa.s。4、玻璃粘度的计算玻璃粘度的计算方法好多，但比较常用的方法有两种。（1）奥霍琴法本方法合用于含有CaO、MgO的钢钙硅系统玻璃。当Na2O在12%—16%，CaO+MgO在5%—12%，Al2O3在0—5%，SiO2在64%—80%范围时，可用下式计算。T=Ax+By+Cz+D式中T——某粘度值对应的温度；X、y、z——分别是Na2O、CaO+MgO、Al2O3的质量分数（%）；A、B、C、D——分别是Na2O、CaO+MgO、Al2O3的特征常数，随粘度值而变化。假如玻璃成分中MgO含量不等于5%，则T值一定校订。比如，某玻璃成分为SiO274%，Na2O14%,CaO7%，MgO4%，Al2O31%，求粘度为103Pa.s时的温度。查表得悉n=103Pa.s时的温度为：Tn=103=-1739*14-9.95*（7+4）+5.9*1+1381.4=1033℃进行校订：MgO实质含量为4%，4%—3%=1%，查表得悉，粘度为103Pa.s时，以1%MgO置换CaO，温度将提升6℃，所以Tn=103=1033℃+6℃=1039℃2）富尔切尔法玻璃的温度与粘度的关系也可用富尔切尔方程求算，即-A+BIgn=—————T-To式中，A、B、To可从下式中求出：A=-1.4788Na2O+0.8350K22O3+1.4550.B=6039.7Na2O-1439.6K2O-3919.3CaO+6285.3MgO+2253.4Al2O3+5736.4To=-25.07Na2O-312.0K2O+544.3CaO+384.0MgO+294.4Al2O3+198.1式中，Na2O、K2O表示各组分相对含量，即SiO2的摩尔数为1时，各组分的摩尔数与SiO2之比（RmOn/SiO2）,各项数字的系数从实验结果计算得出。实验温度范围为500—1400℃。该实验所算出的温度，其标准误差为2.3—2.5℃。该方法的合用范围：SiO2=1mol;Na2O=0.15—0.2mol;CaO=0.12—0.2mol;MgO=0——0.051mol;Al2O3=0.015——0.073mol;n=1012Pa.s。二、玻璃的机械性能和表面性质玻璃表面张力的物理与工艺意义玻璃表面张力指玻璃与另一相接触的相分界面上（一般指空气），在恒温、恒容下增添一个单位表面时所做的功，单位为N/m和J/m2。硅酸盐玻璃的表面张力为(200—380)*10-3N/m。玻璃的表面张力在玻璃的澄清、均化、成型、玻璃液与耐火资料相互作用等过程中起侧重要的作用。玻璃表面张力与构成及温度的关系各样氧化物对玻璃的表面张力有不一样的影响，如Al2O3、La2O3、CaO、MgO、能提升表面张力。K2O、PbO、B2O3、Sb2O3等如加入量较大，则能大大降低表面张力。同时，Cr2O3、V2O3、Mo2O3、WO3用量不多时也能降低表面张力。构成氧化物对玻璃熔体与空气界面上表面张力的影响可分为三类。第"类构成氧化物对表面张力的影响关系，切合加和性法例，一般可用下式计算：∑σ1αmσ=—————∑σm式中σ———玻璃的表面张力；1———各样氧化物的表面张力因数（常数）；m———氧化物的含量，以分子份数或分子百分数表示。第Ⅱ类和第Ⅲ类构成氧化物对熔体的表面张力的关系是构成的复合函数，不切合加和性法例。因为这些构成的吸附作用，表面层的构成与蒋体内的构成是不一样的。氰化物如Na2SiF6、Na3AlF6，硫酸盐如芒硝，氯化物如NaCl等都能明显地降低玻璃的表面张力，所以，这些化合物的加入，均有益于玻璃的澄清和均化。表面张力跟着温度的高升而降低，两者几乎成直线关系，实质上可以为，当温度提升100℃时表面张力减少1%，但是在表面活性组分及一些游离的氧化物存在的状况下，表面张力能随温度高升而略微增添。玻璃的力学性能3.1玻璃的理论强度和实质强度一般用抗压强度、抗折强度、抗张强度和抗冲击强度等指标表示玻璃的机械强度。玻璃以其抗压强度高、硬度高而获得宽泛应用，也因其抗张强度与抗折强度不高，脆性大而使其应用遇到必定的限制。玻璃的理论强度依据Orowan假定计算为11.76GPa，表面无严重缺点的玻璃纤维，其均匀强度可达686MPa。玻璃的抗张强度一般在34.3—83.3MPa之间，而抗压强度一般在4.9——1.96GPa之间。但实质玻璃的抗折强度只有6.86MPa，比理论强度小2—3个数目级。这是因为实质玻璃中存在有微裂纹（特别是表面微裂纹）和不均匀区（分相等）所致。当前常采纳的提升玻璃机械强度的方法主要有退火、钢化、表面办理与涂层、微晶化、与其余资料制成复合资料等。这些方法能使玻璃的强度增添几倍甚至十几倍。玻璃强度与化学构成的关系。不一样化学构成的玻璃构造间的键强也不一样，进而影响玻璃的机械强度。石英玻璃的强度最高。各样氧化物对玻璃抗张强度的提升作用次序是：CSO>B23>BaO>Al2O3>PbO>K2O>Na2O>(MgO、FC2O3)各构成氧化物对玻璃抗压强度提升作用的次序是：Al2O3>(MgO、SiO2、ZnO)>B2O3>Fe2O3>(B2O3、Cao、PbO)玻璃中的缺点。宏观缺点如固态夹杂物、气态夹杂物、化学不均匀等，因为其化学构成与主体玻璃不一致而造成内应力。同时，一些微观缺点（如点缺点、局部析晶、晶界等）常常在宏观缺点的地方集中，而以致玻璃产生微裂纹，严重影响玻璃的强度。温度。在不一样的温度下玻璃的强度不一样，依据对-20℃—500℃范围内的丈量结果可知，强度最低值位于200℃左右。一般以为，跟着温度的高升，热起伏现象增添，使缺点处聚集了更多的应变能，增添了破碎的几率。当温度高于200℃时，因为玻璃粘滞性流动增添，使微裂纹的裂口钝化，和缓了应力作用，进而使玻璃强度增大。玻璃中的应力。玻璃中的剩余应力，特别是散布不均匀的剩余应力，使强度大为降低。但是，玻璃进行钢化后，表面存在压应力，内部存在张应力，并且是有规则的均匀散布，所以玻璃强度得以提升。3.2玻璃的硬度硬度是表示物体抵挡其余物体侵人的能力。硬度的表示方法甚多，有莫氏硬度、显微硬度、研磨硬度和刻划硬度，玻璃的莫氏硬度为5—7。玻璃的硬度决定于构成原子的半径、电荷大小和聚积密度，网络生成体离子使玻璃拥有硬度，而网络外体离子则使玻璃硬度降低。各样构成对玻璃硬度提升的作用大概为：SiO2〉SiO2（MgO、ZnO、BaO）〉Al2O3>Fe2O3>K2O>Na2O>PbO玻璃的硬度跟着温度的高升而降低。3.3玻璃的脆性玻璃的脆性是指当负荷超出玻璃的极限强度时立刻破碎的特征。玻璃的脆性往常用它被损坏时所遇到的冲击强度来表示。冲击强度的测定值与试样厚度及样品的热历史有关，淬火玻璃的冲击强度较退火玻璃大5—7倍。3.4玻璃的弹性在近代技术中玻璃愈来愈宽泛地被用作构造资料，所以对玻璃的弹性进行研究也日趋增添。高空高速飞翔需要拥有必定刚度的高弹性模量资料，高功率激光经过玻璃介质时所产生的构造压缩和废弛会以致密度和折射率的变化等。弹性已成为玻璃的一项重要物理性质。玻璃的弹性主要指玻璃的弹性模量E、剪切模量G、泊松比μ和体积压缩模量K。它们之间有以下关系：EE——=2（1+μ）——=3（1-2μ）GK弹性模量是表征平板玻璃应力与应变关系的物理量，是表示玻璃对变形的抵抗力。在低平和常温下玻璃基本上是依据虎克定律的理想弹性体。在$%温度以下，玻璃的弹性模量可用下式表示：σE=——∈式中σ———应力(KN/M)；∈———相对的形变（m）。玻璃的密度与密度计算4.1玻璃的密度玻璃的密度表示玻璃单位体积的质量，主要决定于玻璃的化学构成、温度和热历史，也与玻璃的原子聚积密切程度、配位数有关，是表征玻璃构造的一个标记。玻璃的密度与化学构成关系亲密。玻璃构成不一样密度相差很大。各样玻璃制品中，石英玻璃的密度最小，为2000kg/m3，一般钠钙硅玻璃为2500—2600kg/m3。而含有PbO、Bi2O3、Ta2O5、WO3的玻璃密度可达6000kg/m3。甚至某些防辐射玻璃的密度可高达8000kg/m3。玻璃的密度随温度高升而降落。一般工业玻璃，当温度由20℃高升1300℃时，密度降落约为6%—12%，在弹性形变范围内，密度的降落与玻璃的热膨胀系数有关。玻璃的热历史是指玻璃从高温冷却，经过Tf—Tn地区时的经历，包含在该地区逗留时间和冷却速度等详细状况在内。热历史影响到固体玻璃构造以及与构造有关的很多性质。其对玻璃密度影响为：玻璃从高温状态冷却时，淬冷玻璃的密度比退火玻璃的小。在必定退火温度下保温一准时间后，玻璃密度趋势均衡。冷却速度越快，偏离均衡密度越多，其Tg值也越高。所以，在生产上退火质量的利害可在密度上显然地反应出来。在玻璃生产中常出现事故，如配方计算错误、配合料称量差错、原料化学构成颠簸等，这些均可惹起玻璃密度的变化。所以，玻璃工厂常将测定密度作为控制玻璃生产的手段。4.2玻璃的密度计算依据长久时间经验和数据的累积，玻璃的密度能够经过玻璃的化学构成和比容关系进行计算：1V=——=∑VmfmD式中：D——密度Vm——各样组分的计算系数，有以下表查处。Fm——为玻璃中氧化物的重量百分数，表中NsiO2=Si的原子数/O原子量，关于相同的氧化物Nsi不一样则其系数不一样。比如SiO2玻璃Nsi=0.5，总价料其余氧化物则氧化物Nsi<0.5。Nsi的计算方法以下：PSiPSiNsi=————=——————MSi∑Smfm60.06∑Smfm式中：PSi——玻璃中SiO2的氧化物的百分含量fm——玻璃中氧化物的重量百分含量Sm——系数见下表MSi——SiO2分子量玻璃的比容Vm计算系数值氧化2Nsi=0.27—0Nsi=0.345—Nsi=0.40—0Nsi=0.435—0Sm*10物.3450.40.435.500SiO23.3300.40360.42810.44090.4542Li2O3.3470.4520.4020.3500.262NaO1.6130.3730.3490.3240.28121K2O1.0610.3900.3740.3570.3297Rb2O0.5340.2660.2580.2500.23687Tl2O0.2350.1220.1180.1150.10842BeO3.9970.3480.2890.2270.120MgO2.4800.3970.3600.3220.256CaO1.7850.2850.2590.3210.1842SrO0.9640.2000.1850.1710.15497BaO0.6520.1420.1320.1220.10406ZnO1.2280.2050.1870.1680.1358CdO0.7780.1380.1260.1440.093576PbO0.4480.1060.09550.09260.0807BO[B010.5900.5260.4600.3454.30723O4]9B2O3[B4.3070.7910.7270.6610.546O3]90.4620.4180.3730.294AlO2.942239Fe2O31.8780.2820.2550.2250.186BiO50.1060.09850.8580.06870.643238TiO22.5030.3110.2820.2430.176ZrO20.2320.1980.1730.1301.62321Ta2O31.1310.1640.1470.1300.0997GaO80.270.181.600235Yb2O31.3280.230.154Ih2O31.0810.140.090CeO21.1610.170.109ThO20.7570.120.082MoO2.0840.370.252WO21.2930.190.125三、玻璃的热学性能和化学稳固性(一)玻璃的热学性能玻璃的热学性能包含热膨胀系数、导热性、比热、热稳固性等。此中热膨胀系数是玻璃的一个最重要的热学性质。它对玻璃的成型、退火、钢化、玻璃与玻璃、玻璃与金属、玻璃与陶瓷的封接，以及玻璃的热稳固性等性质都有重要的意义。玻璃的热膨胀系数是由构成原子的非简谐振动产生的。依据化学构成不一样，玻璃的热膨胀系数可在5.8—150*10-7/℃范围内变化。各样氧化物对玻璃热膨胀系数影响的序次为：Rh2O＞Cs2O＞K2O＞Na2O＞Li2OBaO＞SrO＞CaO＞CdO＞ZnO＞MgO＞BeO从玻璃网络自己考虑，网络愈完好，热膨胀系数愈小，反之亦然。若从玻璃的融化温度考虑坝u融化温度愈高，则热膨胀系数愈小。玻璃的热膨胀系数也能够采纳玻璃构成化合物的热膨胀系数加和法计算。玻璃构成对热膨胀系数#的影响主要有以下几个方面：1）能形成网络或聚集作用的氧化物使#降低，能惹起断网的氧化物使a上升；（2）R2O和RO主要起断网作用，聚集作用是次要的，而高电荷离子主要起聚集作用。（3）在玻璃中R2O总量不变状况下，引入两种不一样的R+离子锄生混淆碱效应，相同能使!出现极小值。（4）中间体氧化物在有足够“游离氧”条件下，形成四周体参加网络，使a降低。温度对玻璃热膨胀系数的影响表现为，在Tg温度以下是一个与温度没关的常数，在Tg温度范围，淬火玻璃的热膨胀系数变化不大，而退火玻璃的热膨胀系数却强烈增添，直到融化止。热历史对玻璃的热膨胀系数也有较大的影响。构成相同的淬火玻璃比退火玻璃的热膨胀系数大，因为淬火玻璃保持高温时的构造，存在着较大的应力，质点间距也大，相互吸引力较弱。玻璃的均匀热膨胀系数与真切热膨胀系数是不一样的。从0℃直到退火下限，大概上是直线变化，即a—t曲线其实是由若干线段所构成的拆线，每一线段仅合用于一个狭小的温度范围，而a随温度的高升而增大。在不一样的热历史条件下，玻璃的a—t曲线产生不一样的变化。若要精准地观察热膨胀系数a，就一定详细地考虑玻璃的热历史。玻璃的比热。加热单位质量玻璃高升1℃所需的热量称为比热。物质的比热决定于晶格的振动，随温度的高升而增添，当加热到融化温度以上，比热增添的幅度更为显然。不一样化学构成的玻璃比热不一样，一般而言，,Li2O、Na2O、B2O3、Al2O3、SiO2增添玻璃的比热，PbO、BaO能降低玻璃的比热。玻璃的导热性。物质靠质点的振动把热能传达至较低温度方面的能力称为导热性。物质的导热性用导热系数表示，其数值的大小表征玻璃单位时间内传递热能的大小，它的倒数称为热阻。物质的导热系数值是晶格和电子所惹起的热传导的总和。玻璃构造无序，自由电子少，所以玻璃的导热系数小，热阻大，相对金属资料导热能力较低。玻璃的透明性又增添了辐射热的透过性，所以，高温时，玻璃的导热性跟着温度的高升而增强，如加热到融化温度的玻璃的导热性几乎增添一倍。在玻璃中引入CaO、MgO、B2O3、Al2O3、Fe2O3、Na2O等都能提升导热性，而引入PbO、BaO则相反。在加热和冷却条件下，用导温系数表征玻璃温度的变化速度。玻璃的热稳固性。玻璃经受强烈的温度变化而不损坏的性能称为玻璃的热稳固性。热稳固性的大小用试样在保持不损坏条件下所能经受的最大温度差来表示。在受热冲击条件下，因为玻璃是热的不良导体，以致沿玻璃的厚度方向存在温度差，因此从表面到内部，不一样处有着不一样的膨胀量，由此产生内部不均衡应力使玻璃破碎。可见，提升玻璃热稳固性的门路，主假如降低玻璃的热膨胀系数。玻璃的热膨胀系数愈小，其热稳固性愈好。凡是能降低玻璃热膨胀系数的组分都能提升玻璃的热稳固性。含大批碱金属氧化物的玻璃热稳固性差。在平板玻璃中引入必定量的B2O3，能够大大改良平板玻璃的热稳固性，同时也有较好的化学稳固性。（二）玻璃的化学稳固性玻璃抵挡气体、水、酸、碱、盐和各样化学试剂侵害的能力称为化学稳固性，可分为耐水性、耐酸性、耐碱性等。玻璃的化学稳固性对玻璃的储存、使用及加工都有侧重要的意义。玻璃的侵害机理商讨玻璃的侵害机理，主假如经过侵害介质对玻璃的物理化学作用进行研究，常碰到的侵害介质主要包含水、大气及各样酸、碱、盐的水溶液，它们对玻璃的侵害作用，第一都是经过水对玻璃表面的作用，即玻璃表面的金属离子R与水溶液中的++H离子或H3O进行离子互换的结果。当前，经过对玻璃侵害机理的研究剖析能够把对玻璃起作用的侵害介质分为两类：第一类侵害介质只好改变、损坏或溶解玻璃构造构成中的R2O、RO等网络调整体物质，如水、大气、酸、中性盐和酸性盐的溶液。第二类侵害介质不单对玻璃构造构成中的R2O、RO等起作用，并且也能损坏玻璃构造中的硅氧骨架的物质，如氢氧化物溶液、碳酸盐溶液、磷酸和磷酸盐类溶液、氢氟酸和氟化物溶液，以及特别的侵害剂、高温金属蒸气、熔体和熔盐等。（1）水对玻璃的侵害。水对硅酸盐玻璃的侵害开始于水中的R+和玻璃中的H+的离子互换，尔后进行水化、中和反响。其反响可用下式表示：上述反响的实质是玻璃中的碱金属氧化物水解过程。其反响的产物硅酸钠,的电离度要低于的电离度，所以这一反响使溶液中的离子浓度降低而促使了反响的进行。以上三个反响互为因果，循环进行，而总的速度决定于—的反响生成。跟着这一水化反响的持续，)*原子四周原有的四个桥氧所有成为。反响产物是极性分子，它将四周的水分子极化，并定向地吸附在自己的四周，成为硅酸凝胶，在玻璃表面形成一层薄膜，它拥有较强的抗水和抗酸性能，被称为保护膜层。（2）酸对玻璃侵害。玻璃拥有很强的耐酸性。除氢氟酸外，一般的酸都经过水的作用侵害玻璃。酸的浓度大，意味着水的含量低，所以浓酸对玻璃的侵害作用低于稀酸。水对硅酸盐玻璃侵害的产物之一是金属氢氧化物，这一产物要遇到酸的中和。中和作用起着两种相反的成效。一是使玻璃和水溶液之间的离子互换反响加快进行，进而增添玻璃的失重，二是降低溶液的值，使的溶解度减小，进而减小玻璃的失重。当玻璃中的含量较高时，前一种成效是主要的；反之，当含量较高时，后一种成效是主要的。也就是说，高碱玻璃的耐酸性小于耐水性，而高硅玻璃的耐酸性大于耐水性。（3）碱对玻璃的侵害。硅酸盐玻璃一般不耐碱，碱对玻璃的侵害是经过’离子损坏硅氧骨架，使溶解在溶液中。所以在玻璃侵害过程中，不形成硅酸凝胶薄膜，而使玻璃表面层所有零落，玻璃的侵害程度与侵害时间成直线关系。（4）大气对玻璃的侵害。大气对玻璃的侵害实质上是水汽等对玻璃表面侵害的总和。玻璃受湿润大气的侵害过程，第一开始于玻璃表面的某些离子吸附了大气中的水分子，这些水分子以离子基团的形式覆盖在玻璃表面上，形成一薄层。假如玻璃化学组成中和含量少，这类薄层形成后就不再发展；假如玻璃化学构成中含碱性氧化物许多测被吸附的水膜会变为碱金属氢氧化物的溶液。释出的碱在玻璃的表面不停累积，浓度愈来愈高小值快速上涨，最后成为近似于碱对玻璃的侵害而使侵害加剧。所以，水汽对玻璃侵害，第一是以离子互换为主的释碱过程，以后渐渐地过渡到以损坏网络为主的溶蚀过程。影响玻璃化学稳固性的主要要素（1）化学构成的影响。a.SiO2含量越多，即［SiO4］四周体相互连结越密切，玻璃的化学稳固性越高。碱金属氧化物含量越高，网络构造越简单被损坏，玻璃的化学稳固性就越低。b.离子半径小，电场强度大的离子如Li2O取代Na2O，可增强网络，提升化学稳固性，但引入量过多时，因为“累积”而促使玻璃分相，反而降低了玻璃的化学稳固性。在玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时，因为“混淆碱效应”，化学稳固性出现极大值。d.以B2O3取代SiO2时，因为“硼氧失常现象”，在B2O3引入量为16%左右时，化学稳固性出现极大值。e.少许Al2O3引入玻璃构成时，能形成［AlO4］，进而提升玻璃的化学稳固性。一般以为，凡能增强玻璃网络构造或生成物是难溶解的氧化物，都能够提升玻璃的化学稳固性。（2）热办理。当玻璃在酸性炉气中退火时，玻璃中的部分碱金属氧化物移到表面上，被炉气中酸性气体（主假如SO2）所中和而形成“白霜”（主要成分为硫酸钠），往常称为硫酸化。因白霜易被除掉而降低玻璃表面碱性氧化物含量，进而提升了化学稳固性。相反，在非酸性炉气中退火，将惹起碱在玻璃表面上的富集，进而降低了玻璃的化学稳固性。玻璃钢化过程中产生双方面作用，一是表面产生压应力，微裂纹减少，提升化学稳固性；二是碱在表面的富集降低化学稳固性。但整体来说是提升了化学稳固性。（3）温度。玻璃的化学稳固性随温度的高升而强烈变化。在100℃以下，温度每高升10℃，侵害介质对玻璃侵害速度增添50—150，100℃以上时，侵害作用一直是强烈的。（4）压力。当压力提升到2.94—908Mpa以上时，甚至较稳固的玻璃也可在短时间内强烈地被损坏，同时大批的SiO2转入溶液中。（三）玻璃的光学性质玻璃光学性能波及范围很广，并且这些性能能够经过调整成分、着色、光照、热办理、光化学反响以及镀膜等物理化学方法对其进行控制和改变。玻璃的折射率玻璃的折射率能够