chap1玻璃及其結(jié)構(gòu)-資料下載頁(yè)
2025-05-14 21:49本頁(yè)面
【正文】 4+等氧化物離子半徑小 、 極化能力強(qiáng) →E↑ 。 機(jī)械強(qiáng)度 玻璃的強(qiáng)度一般用耐壓、抗折、抗張、抗沖擊強(qiáng)度 來(lái)表征。 理論強(qiáng)度 σth 其中： E——彈性模量 T——斷裂表面能； r0——原子平衡距離。 210?????????rETth? 通常， σr?σth 低 23個(gè)數(shù)量級(jí) Griffith認(rèn)為，是由于玻璃中的微裂紋引起應(yīng)力集中，使之在低得多的作用力下斷裂。并提出了斷裂發(fā)生的條件：當(dāng)裂紋擴(kuò)展所釋放出來(lái)的變形能等于和大于裂紋擴(kuò)展所需的能量是，裂紋將擴(kuò)展。 影響玻璃強(qiáng)度的主要因素有玻璃組成 、 溫度 、玻璃的 表面狀態(tài) 、 內(nèi)應(yīng)力 、 缺陷 、 熱處理 等 硬 度 硬度是表示物體抵抗其它物體侵入的能力。玻璃的硬度取決于玻璃的化學(xué)成分，還與組成原子半徑、電荷大小，以及堆積密度有關(guān)。 脆 性 玻璃的最大弱點(diǎn)是脆性大，在外力作用下無(wú)顯著塑性形變并易于發(fā)生破裂。玻璃的脆性與成分、均勻性、熱處理等有關(guān)。 玻璃的熱學(xué)性質(zhì) 玻璃的熱學(xué)性質(zhì)包括熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性系數(shù)、比熱、熱穩(wěn)定性等。 熱膨脹系數(shù) 由于溫度上升，質(zhì)點(diǎn)熱振動(dòng)的振幅增加而導(dǎo)致它們間距增大，使玻璃產(chǎn)生熱膨脹。主要取決于陽(yáng)離子和氧離子之間的吸引力。 R2O與 RO對(duì)熱膨脹系數(shù)的影響次序?yàn)椋? Rb2OCs2OK2ONa2OLi2O BaOSrOCaOCdOZnOMgOBeO 比 熱 比熱是 1克物質(zhì)溫度升高 1℃ 所需的熱量。單位 J/g?℃ 室溫下，玻璃的比熱介于 J/g?℃ 導(dǎo) 熱 物質(zhì)靠質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)把熱能傳遞到較低溫度方面的能力稱(chēng)為導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)表示。 一般介于 卡 /cm ? s?℃ 熱穩(wěn)定性 玻璃經(jīng)受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱(chēng)為熱穩(wěn)定性。其大小用試樣在保持不破壞條件下所能經(jīng)受的最大溫度差來(lái)表示。 cdEPK ???K——玻璃的熱穩(wěn)定系數(shù) ， ℃ ?cm/s1/2； P——玻璃抗張強(qiáng)度極限 ， N/mm2； α——玻璃的線膨脹系數(shù) ， ℃ 1； E——玻璃的彈性模量 ， N/mm2； λ——玻璃的導(dǎo)熱系數(shù) ， J/cm?s?℃ ； c——玻璃的熱容 ， J/g?℃ ； d——玻璃的密度， g/cm3。 玻璃的電學(xué)性質(zhì) 玻璃的電學(xué)性質(zhì)主要是電導(dǎo)、介電性和半導(dǎo)性 電導(dǎo)率 玻璃的電導(dǎo)率和離子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)，其數(shù)值大小決定于單位體積中的離子個(gè)數(shù) n、 離子電荷數(shù) q和離子的遷移率 μ ， n = nqμ 玻璃的電阻率與溫度的關(guān)系 中和效應(yīng) 玻璃的光學(xué)性質(zhì) 光吸收 光入射到玻璃上時(shí)，玻璃中的各組分以不同方式吸收紫外光、可見(jiàn)光、近紅外光和紅外光能量，轉(zhuǎn)移至高能態(tài)。 顏色玻璃的光吸收突出表現(xiàn)為在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的 選擇性吸收 。 折射率 玻璃折射率是由于光通過(guò)玻璃時(shí)，光波引起玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的極化變形，而使得光波在玻璃中傳播方向速度的改變。折射率可以表示為： n=c/v 式中： c——光在真空中的傳播速度； v——光在玻璃中的傳播速度 。 Gladstone—Dale公式 對(duì)溫度的微分形式表示為 RVn M23)1( ??RNadMn 232)1( ??? ?tRdtdRtn????????玻璃中不同陽(yáng)離子與玻璃折射率的關(guān)系曲線 光學(xué)玻璃在退火范圍保持（ 620℃ ）時(shí) 折射率隨時(shí)間的變化曲線 1－淬火樣品； 2－退火樣品 2 0 10 20 30 40 50 0 1 2 3 折射率Δn 保溫時(shí)間 1 色 散 折射率隨波長(zhǎng)的改變稱(chēng)為色散 玻璃折射率與光波波長(zhǎng)的關(guān)系 A－ 短波； B－ 長(zhǎng)被 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 玻璃抵抗表面變質(zhì)或破壞的能力稱(chēng)為玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 水對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕，是通過(guò)玻璃中的堿離子與水溶液中的氫離子的交換： ≡ Si－ O－ Na + H+ ? ≡ Si－ OH + Na+ 堿對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕，是通過(guò) OH－ 離子破壞硅氧骨架，使 Si－ O－ Si鍵斷裂： ≡Si－ O－ Si≡ + OH— ? ≡Si － OH + － O－ Si≡ 16Na2OxB2O3(84－ x)SiO2系玻璃在水中的溶解度 0 4 8 12 16 20 24 28 32 10 5 x 水溶解度％ xNa2O(21－ x) K2O79SiO2玻璃的 混合堿效應(yīng) 穩(wěn)定性 Na2O 21 18 15 12 9 6 3 0 K2O 0 3 6 9 12 15 18 21 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3. 玻璃成分、結(jié)構(gòu)、性能之間關(guān)系 玻璃性質(zhì)分成兩大類(lèi)： 第一類(lèi)性質(zhì)在成分和性質(zhì)間不是簡(jiǎn)單的加和關(guān)系，而可以 用離子遷移過(guò)程中克服勢(shì)壘的能量 來(lái)標(biāo)志這些性質(zhì)。如電導(dǎo)、電阻、粘度、介電損耗、離子擴(kuò)散速度，以及化學(xué)穩(wěn)定性等。 第二類(lèi)性質(zhì)和玻璃成分間的關(guān)系可以 根據(jù)加和法則 進(jìn)行計(jì)算。如折射率、分子體積、色散、密度、彈性模量、硬度、熱膨脹系數(shù)等 玻璃性質(zhì)隨溫度變化的關(guān)系 lg A 1/T 1 2 轉(zhuǎn)變區(qū) lg B T 1 2 轉(zhuǎn)變區(qū) 1電阻 2粘度 1折射率 2彈性
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