玻璃的定義：結構上完全表現為長程無序的、性能上具有玻璃轉變特性的非晶態固體。玻璃的通性：各向同性、介穩性、無固定熔點、性質變化的連續性、性質變化的可逆性晶子學說：玻璃是由無數“晶子”所組成的，晶子是具有晶格變形的有序排列區域，分散在無定形介質中，從“晶子”部分到無定形部分是逐步過渡的，二者之間并無明顯界線。無規則網絡學說：玻璃的近程有序與晶體相似，即形成陰離子多面體，多面體頂角相連形成三維空間連續的網絡，但其排列似拓撲無序的。玻璃結構和熔體結構的關系： 玻璃結構除了與成分有關以外，在很大程度上與熔體形成條件、玻璃的熔融態向玻璃態轉變的過程有關。（玻璃的結構不是一成不變的) 玻璃似過冷的液體，玻璃的結構是熔體結構的繼續。（繼承性） 玻璃冷卻至室溫時，它保持著與該溫度范圍內某一溫度相應的平衡結構狀態和性能。（對應性）單元系統玻璃的結構主要有：石英玻璃結構、氧化硼玻璃結構、五氧化二磷玻璃結構。硼氧反常現象：當氧化硼與玻璃修飾體氧化物之比達到一定值時，在某些性質變化曲線上出現極值或折點的現象。 根據無規則網絡學說的觀點，一般按元素與氧的單鍵能的大小和能否生成玻璃，將氧化物分為：網絡生成體氧化物、網絡外體氧化物和中間體氧化物。混合堿效應： 二元堿硅玻璃中，堿金屬氧化物總含量不變，用另一種逐漸取代一種時，玻璃的性質出現極值。Tf ：玻璃膨脹軟化溫度Tg：玻璃轉變溫度玻璃的形成方法：熔體冷卻法和非熔融法 三元玻璃形成區：由于新的共熔區的形成，三元系統形成區中部出現突出部分。含有兩種網絡形成體（F）的三元系統，突出位置受到共熔點位置的影響，即突向低熔點的一側。三元系統只有一種網絡形成體（F）時，突出部分偏向低熔點氧化物的一側。網絡中間體（I）可使網絡修飾體（M）較多的區域重新形成玻璃，在有I的三元系統中，形成區突向偏M的一側，呈半圓形。FM、FI等不能形成玻璃的二元系統加入新的氧化物，由于新的共熔物形成，可以在其中間部位形成較小的不穩定的玻璃形成區。玻璃的分相：玻璃在高溫下為均勻得熔體，在冷卻過程中或在一定溫度下熱處理時，由于內部質點遷移，某些組分發生偏聚，從而形成化學組成不同得兩個相，此過程稱為分相玻璃分相的原因：一般認為氧化物熔體的液相分離是由于陽離子對氧離子的爭奪所引起的。 當網絡外體的離子勢較大、含量較多時，由于系統自由能較大而不能形成穩定均勻的玻璃，它們就會自發的從硅氧網絡中分離出來，自成一個體系，產生液相分離。分相對玻璃析晶的影響：為成核提供界面：玻璃的分相增加了相間的界面，成核總是優先產生于相的界面上。分散相具有高的原子遷移率：分相導致兩液相中的一相具有較母相明顯大的原子遷移率，這種高的遷移率能夠促進均勻形核。使成核劑組分富集于一相：分相使加入的成核劑組分富集于兩相中的一相，因而起晶核作用。 微晶玻璃：是用適當組成的玻璃控制析晶或者誘導析晶而成，它含有大量（95%98）細小的（在1m以下）晶體和少量殘余玻璃相。影響玻璃黏度的因素 玻璃的黏度隨溫度的升高連續變化，溫度越高粘度越低。 玻璃的結構對黏度影響分兩個方面：玻璃網絡結構越穩定，玻璃的黏度越大；玻璃中堿金屬離子或者堿土金屬離子使玻璃網絡聚合，玻璃的黏度越大。 玻璃組成對黏度的影響主要為： 玻璃中氧化物的性質與數量：傾向于形成更大的陰離子基團的氧化物，使玻璃黏度增大；堿性氧化物使玻璃形成的網絡解離，玻璃的黏度降低； 氧硅比：氧硅比越大，硅氧四面體群解離，玻璃黏度降低 其它條件相同的前提下，黏度隨陽離子與氧的鍵強增大而增大。 結構對稱性：結構對稱性越好，玻璃的黏度越大。 配位數：加入配位數相同陽離子的情況下，RO鍵強越大，黏度越大；在電荷相同的條件下，加入配位數越多的陽離子，玻璃的黏度越大。為什么玻璃實際強度比理論值低？玻璃材料由于在其表面和內部存在著不同的雜質、缺陷或微不均勻區，在這些區域引起應力的集中導致微裂紋的產生。影響玻璃強度的主要因素有哪些？化學鍵強度：固體物質的強度主要由各質點的鍵強及單位體積內鍵的數目決定。表面微裂紋：格里菲斯認為玻璃破壞時是從表面裂紋開始，隨著裂紋逐漸擴展，導致整個試樣的破裂。微不均勻性：是由分相或形成離子群聚所致。微相之間易產生裂紋，且其相互間的結合力比較薄弱。結構缺陷：宏觀缺陷（結石、氣泡、條紋、節瘤）等常因成分與主體玻璃成分不一致、熱膨脹系數不同而造成內應力。同時由于宏觀缺陷提供了界面，從而使微觀缺陷（點缺陷、局部析晶、晶界等）常常在宏觀缺陷的區域集中，從而導致裂紋產生，嚴重影響玻璃的強度。溫度：玻璃強度隨溫度升高而降低。（- 273 200 ）活性介質：滲入裂紋象鍥子一樣使裂紋擴展； 與玻璃起化學作用破壞結構。疲勞：玻璃的疲勞是由于在加荷作用下微裂紋的加深所致。玻璃中的應力：分布不均的殘余應力，使強度大大降低玻璃的熱穩定性：玻璃經受劇烈溫度變化而不破壞的性能成為玻璃的熱穩定性。玻璃的化學穩定性：玻璃制品在使用過程中受到水、酸、堿、鹽、氣體及各種化學試劑和藥液的侵蝕，玻璃對這些侵蝕的抵抗能力稱為玻璃的化學穩定性。玻璃電導率與熱處理的關系？離子導電的玻璃經淬火后，其電導率較退火玻璃高；相反，電子導電的玻璃則降低。玻璃微晶化后能大大提高其電絕緣性能，完全析晶，其電導率能降低幾個數量級。分相也會影響玻璃的電導率，不同的分相結構，影響不同玻璃的光學性質是指玻璃的：折射、反射、吸收和透射玻璃著色的原因是玻璃對光的：吸收和散射根據著色機理，顏色玻璃的著色可以分為：離子著色、硫硒化物著色和金屬膠體著色原料的選擇： 原料的質量必須符合要求，而且穩定。 易于加工處理。 成本低，能大量供應。 少用過輕和對人體健康、環境有害的原料。 對耐火材料的侵蝕要小。設計玻璃組成的原則及應考慮的實際因素？ 設計玻璃組成的原則： 根據組成、結構和性質的關系，使設計的玻璃能滿足預定的性能要求。 根據玻璃形成圖和相圖，使設計的組成能夠形成玻璃，析晶傾向小（微晶玻璃除外）。 根據生產條件使設計的玻璃能適應熔制、成形、加工等工序的實際要求。 玻璃的化學組成設計必須滿足顏色、環保的要求。 所設計的玻璃應當價格低廉，原料易于獲得。 考慮因素： 玻璃主要組成的氧化物34種，總量一般達到玻璃的90在此基礎上再引入其它改善玻璃性質的氧化物。 為了使玻璃析晶傾向小，一般在共熔點或者相界線處選擇組成點。 對引入的其他氧化物及其含量，則主要考慮它們對玻璃性能的影響。 為了使設計的玻璃組成能夠付諸工藝實施，還要適當的添加輔助原料。設計玻璃組成的步驟：列出玻璃性能的要求。擬定玻璃的組成。試驗、測試、確定組成配合料的質量要求： 具有正確性和穩定性 合理的顆粒級配 具有一定的水分 具有一定的氣體率 必須混合均勻 一定的配合料氧化還原態勢硅酸鹽玻璃熔制過程的五個階段： 硅酸鹽形成階段（固相反應，800900）： 粉料發生物理化學反應，氣體逸出，配合料變成硅酸鹽和SiO2組成的不透明燒結物。 玻璃形成階段（12001250）： 燒結物開始融化，硅酸鹽和SiO2形成透明體，此階段沒有未反應的配合料，但是玻璃成分不均勻，存在氣泡和條紋。 澄清（14001500）： 溫度升高，玻璃黏度下降（10Pa.s），可見氣泡進入爐氣。 均化（1400 ）： 玻璃液長時間保溫，內部的熱運動和相互擴散使化學組分與折射率趨向一致，條紋消失。 冷卻（200300）： 玻璃液符合質量要求，黏度達到成形要求102103Pa.s配合料的加熱反應： 多晶轉變 鹽類分解 析出結晶水和化學結合水 硅酸鹽形成 形成復鹽和低溫共熔混合物 復鹽分解和低溫共熔混合物的分解反應影響玻璃熔制過程的工藝因素： 玻璃的組成。 原料的性質及其種類的選擇。 配合料的影響。 投料方式的影響。 加速劑的影響。 熔制制度的影響。 玻璃液流的影響。 窯爐、耐火材料的影響。 熔制工藝改進的影響。玻璃液的均化：所謂均化就是使整個玻璃液在化學成分上達到一定的均勻性。存在于玻璃中的氣體主要有三種狀態：可見氣泡、溶解的的氣體、和化學結合的氣體玻璃池窯耐火材料的選用 必須具有足夠的機械強度，能夠經受高溫下的機械負荷。 要有相當高的耐火度。 在使用溫度下必須有高的化學穩定性和較強的抗熔融玻璃的侵蝕能力。 對玻璃液沒有污染或污染極小。 具有良好的抗熱沖擊能力。 在作業溫度下體積固定，再燒收縮和熱膨脹系數應很 小。 式樣和尺寸準確。玻璃體的缺陷：玻璃體內由于存在著各種夾雜物，引起玻璃體均勻性的破壞，稱為玻璃體的缺陷玻璃體自身的缺陷包括：氣泡、結石、條紋和節瘤。一次氣泡：由配合料進入熔爐帶來的氣體，在玻璃澄清完結后沒有完全逸出，或是由于平衡的破壞，使溶解的氣體又重新析出，殘留在玻璃中，形成的氣泡。二次氣泡：澄清后玻璃體的氣體處于平衡狀態，在成形部，玻璃液所處的條件發生改變，在澄清的玻璃液中又產生的氣泡。結石：出現在玻璃體中的結晶狀固體夾雜物結石分類：配合料結石、耐火材料結石、析晶結石、硫酸鹽夾雜物、“黑斑”、外來污染物。耐火材料結石產生原因：耐火材料質量低劣：燒成溫度不夠、氣孔率高、原料不純、內應力大、成形壓力低、縮孔過大等等。耐火材料選用不當： 應根據熔化溫度、玻璃成分、使用部位的不同而不同。熔化溫度過高：玻璃液與耐火材料反應劇烈、流動沖刷也加劇。助熔劑用量過大：特別是氟化物對耐火材料腐蝕嚴重。易起反應的耐火材料砌在一起：硅磚和黏土磚在1400反應嚴重。玻璃的成形是指熔融的玻璃轉變為具有固定幾何形狀制品的過程。玻璃的成形方法主要有：壓制法、吹制法、拉延法、壓延法、澆鑄法、燒結法玻璃的重熱：當玻璃與模型脫離后，由于內外層溫差大，內部的熱量向表面層進行激烈的熱傳遞，這時表面層對空氣的傳熱比較慢，使玻璃表面又重新加熱，這種現象成為“重熱”。玻璃成型需要確定的工藝參數：成型溫度范圍、各個操作工序的持續時間、冷卻介質、模型溫度簡述人工吹制玻璃杯的過程： 挑料：挑料前應當將吹管加熱至適當溫度以便于粘住玻璃液，然后把吹管插在玻璃液面以下少許，在吹管不斷轉動下于挑料端卷上一定量的玻璃液，然后取出吹管進行吹小泡的操作。 吹小泡：將上述挑料管取出爐后，在金屬或者木質平板或滾料碗中滾壓玻璃液，借助吹氣使小泡吹成球形或脹大，使壁變薄；旋轉吹管是為了使小泡壁厚對稱，垂直向上放置是為了使小泡底部變薄，擺動吹管是為了是小泡變長等，最后使小泡接近模腔的7080，此時的小泡也稱為料泡。 吹制：將料泡放到襯碳模中，吹氣使料泡脹大成為制品，在旋轉下直至吹成的制品冷卻硬化不致變形時取出模外，然后擊脫吹管進行修飾。 加工：在坩堝或者燒口爐上重新加熱制品，用剪刀剪齊口部，在轉動下，用夾子或樣模制品口部圓滑，最后將制品送去退火。玻璃中的應力主要分為：熱應力、結構應力和機械應力三類暫時應力：在低于玻璃的應變溫度點，玻璃處于彈性變形溫度范圍內，在加熱或者冷卻的過程中，玻璃的內層和外層形成一定的溫度梯度，從而產生的熱應力，這種熱應力會隨著溫度梯度的消失而消失，所以稱為暫時應力。殘余應力：當玻璃在常溫下，內外溫度均衡后，玻璃溫度梯度消失，在玻璃內部仍然存在著熱應力，這種熱應力稱為永久應力或者。結構應力：玻璃中因為化學組成不均勻導致結構不均勻而產生的應力，稱為結構應力。玻璃的退火的目的是減小或消除玻璃中存在的熱應力，其分為兩個過程：應力的減弱和消失，防止新應力的產生。（或者：應力的松弛和應力的控制）玻璃的退火溫度：為了消除玻璃中的內應力，必須將玻璃加熱到低于轉變溫度Tg附近的某一溫度進行保溫處理，使應力松弛，選定的保溫均熱溫度稱為退火溫度。一次退火和二次退火：制品在成形后立即進行退火，稱為一次退火；制品冷卻后再進行退火的，稱為二次退火玻璃的鋼化：將平板玻璃或其它玻璃制品經過物理或者化學的方法處理，使玻璃表面產生均勻分布的永久應力，從而獲得高強度和高熱穩定性的玻璃深加工方法稱為玻璃的鋼化。物理鋼化和化學鋼化的異同？ 化學鋼化玻璃表面有很強的壓應力，且壓應力層厚度較薄，與其平衡的內部張應力卻很小，破碎時不像物理鋼化玻璃那樣碎成小片。 化學鋼化一般沒有物理鋼化玻璃那樣軟化變形的缺點，適合與薄的平板玻璃和厚度不同、形狀復雜的玻璃制品增強。 物理鋼化生產效率高，成本低，能生產大規格制品；不適合厚度薄，尺寸小、形狀復雜的玻璃制品。玻璃的冷加工：在常溫下，通過機械方法來改變玻璃及玻璃制品的外形和表面狀態的過程，稱為冷加工。表面處理類型： 通過表面處理以控制玻璃表面的凹凸，形成玻璃的光滑表面或散光面。 改變玻璃表面的薄層組成，改善玻璃表面的性質，以得到新的性能。 在玻璃表面用其它物質形成薄層而得到新的性能，即表面涂層。清潔處理方法：溶劑清洗、加熱處理、有機溶劑蒸氣脫脂、超聲波清洗、輝光放電、紫外線輻照、離子轟擊處理、干冰清洗、綜合清潔處理玻璃表面鍍膜方法：還原法、氣相沉積法（CVD）、水解法（液相沉積法）、溶膠凝膠法、真空蒸發法、陰極濺射法