【正文】 ）熔融溫度不是一個(gè)確定的溫度點(diǎn)，而是一個(gè)溫度范圍，且不同組成的玻璃熔融溫度不同。這時(shí)玻璃液的粘度為 10 Pas，對(duì)應(yīng)的溫度為 一般為1500～1560℃。 （2）成型溫度適合于加工成形操作的玻璃粘度，在成形操作開始（滴料） 時(shí)大約為102～103 Pas，對(duì)應(yīng)的溫度為成形上限溫度；成形結(jié)束時(shí)，～106 Pas。成形開始到結(jié)束，玻璃的粘度變化劇烈，所對(duì)應(yīng)的溫度分別為1200℃左右和 760℃左右。 （3）軟化溫度是玻璃不能形變的最高溫度， Pas對(duì)應(yīng) 的溫度定義為軟化溫度。實(shí)際測(cè)定時(shí)軟化溫度是指在5℃/min的升溫速率下，試樣由于自重而發(fā)生形變，使伸長(zhǎng)速度達(dá)到每分鐘l mm時(shí)的溫度，相當(dāng)于成形溫度下限的粘度。 （4）退火溫度時(shí)玻璃的粘度為1012Pas，對(duì)應(yīng)的溫度為550℃左右。 （5）轉(zhuǎn)變溫度（Tg）相當(dāng)于粘度為1012Pas的溫度，即玻璃態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度。玻璃在這一溫度時(shí)折射率、比熱容、熱膨脹系數(shù)等很多物理性質(zhì)都會(huì)發(fā)生突變。 （6）應(yīng)變溫度時(shí)，應(yīng)變點(diǎn)的粘度為 31013 Pas，對(duì)應(yīng)的溫度為500℃左右。在應(yīng)變溫度下，玻璃粘度的升高使玻璃開始變?yōu)榇嘈怨腆w，此時(shí)殘留在玻璃內(nèi)部的應(yīng)力將成為永久應(yīng)力。 3. 在玻璃的各種物理化學(xué)性質(zhì)中，粘度與化學(xué)組成的關(guān)系是較為復(fù)雜的，向玻璃中加入的氧化物性質(zhì)、數(shù)量等都影響玻璃的粘度。 在硅酸鹽玻璃中，氧硅（O∶Si）比決定著玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接程度。玻璃中O／Si比增大，則部分橋氧變成非橋氧，大的[SiO4]四面體群將變?yōu)樾〉乃拿骟w群，玻璃的粘度降低。 能增加熔體粘度的氧化物有SiOAl2OZrO2等。它們都能參與形成玻璃網(wǎng)絡(luò)，使玻璃結(jié)構(gòu)緊密，提高玻璃粘度。在玻璃中加入B2O3，若加入量較低（一般在16%以下），［BO4］可以參與到網(wǎng)絡(luò)中，玻璃粘度隨B2O3量的增加而增加，但B2O3的含量超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，部分［BO4］變?yōu)椋跙O3］，從網(wǎng)絡(luò)中分離出來(lái)，使玻璃結(jié)構(gòu)疏松，粘度又下降。 玻璃的粘度隨溫度升高而降低。不同化學(xué)組成的玻璃，其粘度隨溫度的變化過(guò)程不完全相同。如圖所示為一種鈉鈣硅酸鹽玻璃粘度lgη隨溫度（1/T）的變化曲線。圖中可見，高溫和低溫部分（圖中 ab、cd段）近似直線，而中間部分（bc）則不呈線性關(guān)系。這是因?yàn)樵诟邷貢r(shí)玻璃中的離子及離子團(tuán)尚未締合，而低溫時(shí)又締合完畢，其質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)所需的粘滯活化能均為常數(shù)，所以呈線性關(guān)系。當(dāng)玻璃從b冷卻到c時(shí)，離子及離子團(tuán)不斷發(fā)生締合，粘滯活化能亦隨之增加，所以不呈線性關(guān)系。 4. 玻璃的線膨脹系數(shù)影響玻璃的熱穩(wěn)定性以及玻璃的熔化、冷卻和成型性。玻璃的熱穩(wěn)定性，常以其所能承受的溫度差ΔT來(lái)衡量。玻璃的熱膨脹系數(shù)α越小，玻璃耐溫度變化性能越好，反之亦然。 玻璃的導(dǎo)熱性指玻璃將熱量從高溫側(cè)向低溫側(cè)傳遞的能力,通常以導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)與組成和溫度有關(guān)。一般在玻璃中引人 SiOAl2OB2O3 等氧化物時(shí)，導(dǎo)熱性增加；引入一價(jià)和二價(jià)金屬氧化物時(shí)，導(dǎo)熱性降低。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的增加而增加。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)一定時(shí)，玻璃厚度越小，越有利于提高傳熱速率，因此，當(dāng)玻璃種類一定時(shí)，適當(dāng)減小玻璃容器的壁厚可以提高玻璃容器的耐熱性。 5. 玻璃由于受急冷或急熱作用而在玻璃瓶壁上產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的最大應(yīng)力值超過(guò)玻璃的抗拉或抗壓強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致瓶壁破裂，稱為熱沖擊破裂。當(dāng)瓶外部受到急熱作用時(shí)，外表面的壓應(yīng)力遠(yuǎn)大于內(nèi)表面的拉應(yīng)力；相反，當(dāng)瓶外部受急冷作用時(shí)外表面的拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于內(nèi)表面的壓應(yīng)力。玻璃的耐壓強(qiáng)度比抗張強(qiáng)度要大十多倍，所以，當(dāng)溫差相同時(shí)，溫度急劇上升給玻璃容器帶來(lái)的破壞比急劇下降時(shí)要小。 6. 理論強(qiáng)度是根據(jù)玻璃各組份之間的鍵強(qiáng)度計(jì)算出來(lái)的理想強(qiáng)度值。玻璃的實(shí)際強(qiáng)度是指對(duì)玻璃的實(shí)測(cè)強(qiáng)度。玻璃的實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度要低得多，這是因?yàn)椴ＡП砻娲嬖诖罅课⒘鸭y，內(nèi)部存在各種缺陷和微不均勻區(qū)域等。 7. 玻璃瓶罐的強(qiáng)度指標(biāo)包括： （1）抗沖強(qiáng)度 玻璃瓶受外力沖擊而引起破損的影響因素比較多也比較復(fù)雜，如：沖擊物的形狀、銳利程度、沖擊次數(shù)、質(zhì)量的大小和被沖擊的瓶子是裝滿的還是空的、是靜止的還是處于運(yùn)動(dòng)著的、是浮擺著的還是有支撐物支持著的。 （2）內(nèi)壓強(qiáng)度 除原料、生產(chǎn)工藝等因素外，玻璃瓶的耐內(nèi)壓強(qiáng)度與壁厚、瓶形、玻璃表面狀態(tài)等有關(guān)。瓶形對(duì)耐內(nèi)壓強(qiáng)度影響很大。 （3）垂直載荷強(qiáng)度 玻璃瓶罐垂直載荷強(qiáng)度即為玻璃瓶罐承受垂直壓力作用的強(qiáng)度指標(biāo)。玻璃瓶形狀對(duì)垂直載荷強(qiáng)度影響甚大。玻璃瓶在垂直荷重作用下，會(huì)在瓶肩部外表面上及瓶底邊緣產(chǎn)生張應(yīng)力，瓶子的外表面上有許多裂紋，所以，張應(yīng)力越大，瓶子越容易發(fā)生破裂。 （4）和翻倒沖擊強(qiáng)度。 玻璃瓶翻倒時(shí)所受到的沖擊強(qiáng)度大小，與瓶的重量、重心位置和瓶的形狀都有很大關(guān)系。瓶底大、重心低的瓶不易翻倒。 8. 決定玻璃的光學(xué)性能的主要因素有：玻璃的反射率和折射率、透光率等。 9. 玻璃的化學(xué)性質(zhì)包括：玻璃的耐水性，耐酸性，耐堿性等。玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性與組成密切相關(guān)。硅酸鹽玻璃的耐水性和耐酸性主要決定于硅氧和堿金屬氧化物的含量。硅氧含量愈高，硅氧四面體［SiO4］互相連接的程度愈高，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性就愈高。反之，堿金屬氧化物的含量愈高，則硅氧網(wǎng)絡(luò)斷裂愈多，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性愈差。 、力學(xué)性能、光學(xué)性能等。 當(dāng)玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)一定時(shí)，玻璃厚度越小，越有利于提高傳熱速率，因此，當(dāng)玻璃種類一定時(shí)，適當(dāng)減小玻璃容器的壁厚可以提高玻璃容器的耐熱性。 當(dāng)熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)一定時(shí)，瓶壁越薄，遇到溫度變化時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力越小。對(duì)于圓筒形玻璃瓶，當(dāng)玻璃的種類一定時(shí)，急冷在玻璃瓶上產(chǎn)生的張應(yīng)力與容器壁厚δ的平方根和溫度差的積成正比，溫差一定時(shí)，玻璃壁厚越大，產(chǎn)生的張應(yīng)力越大，越易破裂，抗熱沖擊強(qiáng)度也就越差。 玻璃瓶的抗沖強(qiáng)度與瓶壁厚度有一定關(guān)系，隨著壁厚的增加，瓶的沖擊強(qiáng)度有所提高。壁厚約在3mm以上的玻璃瓶，其沖擊強(qiáng)度高，在碰撞時(shí)一般只產(chǎn)生局部破壞。瓶的抗沖擊強(qiáng)度與瓶徑大體上成正比。瓶身處的抗壓強(qiáng)度比較大，瓶頸和瓶口處是抗沖強(qiáng)度的薄弱部位，瓶口最差。所以，包裝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量保護(hù)瓶口。玻璃瓶的耐內(nèi)壓強(qiáng)度也與壁厚有關(guān)系。 在吸收系數(shù)一定的情況下，玻璃的透光率隨玻璃的厚度增加而降低。由于光線的吸收和反射，過(guò)厚的玻璃和多層重疊的玻璃是不易透光的。因此，壁薄的玻璃容器透明性好。另外玻璃對(duì)光的吸收也與壁厚有關(guān)。 所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的壁厚。 第三章 玻璃包裝容器的制造 1. 玻璃的熔制過(guò)程包括： （1）硅酸鹽形成階段。此階段溫度在800℃~900℃。 （2）玻璃形成階段。此階段溫度在1200℃~1250℃。 （3）澄清階段。此階段溫度在1400℃~1600℃，粘度約為10Pas。 （4）均化階段。此階段溫度稍低于澄清階段。 （5）冷卻階段：此階段溫度約為1200℃，粘度約為100Pas。 2. 玻璃容器在退火爐中要經(jīng)歷加熱、保溫、慢冷卻及快冷卻四個(gè)階段。 在加熱階段，玻璃容器進(jìn)入退火爐中以一定的速度被加熱到退火溫度（通常選為比上限退火溫度低20～30℃的溫度）。若玻璃容器壁厚為δ（cm），則一次退火（玻璃容器成型后便立即進(jìn)入退火爐）的加熱速率每分鐘不能超過(guò)130δ2℃；二次退火（玻璃容器完全冷卻后再進(jìn)行退火）的加熱速率為20δ2～30δ2℃／min。 達(dá)到退火溫度后進(jìn)行均熱保溫。在保溫階段，玻璃容器在退火溫度下保持一段時(shí)間，使容器各部位溫度均勻一致，盡可能消除內(nèi)部剩余應(yīng)力。保溫時(shí)間為 t＝102δ2 。 慢冷階段要嚴(yán)格控制降溫速率，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。慢冷階段的開始冷卻速度可用下式計(jì)算： V＝Δn／（13δ2） 式中 Δn —容器允許的永久應(yīng)變，nm／cm； δ—容器的壁厚，cm； V —冷卻速度，℃／min。 溫度按每10℃ 一個(gè)等級(jí)連續(xù)下降，每個(gè)等級(jí)的冷卻速度分別為開始冷卻速度V，，，。 溫度下降到應(yīng)變溫度以后，進(jìn)入快冷階段。此時(shí)玻璃中只有暫時(shí)應(yīng)力，不再產(chǎn)生永久性應(yīng)力，故可適當(dāng)加快降溫速度，以縮短退火時(shí)間，節(jié)約燃料消耗，提高生產(chǎn)率。但仍要控制冷卻速度，否則可能會(huì)因急冷產(chǎn)生的暫時(shí)應(yīng)力超過(guò)玻璃的強(qiáng)度極限而引起容器爆裂。對(duì)于厚度δ大于5mm的制品，其冷卻速度為： 對(duì)于厚度小于2mm的容器，℃／min的速度冷卻。 3. 為了提高玻璃瓶罐的耐化學(xué)腐蝕性，增加其表面光滑性以及提高玻璃瓶罐的強(qiáng)度，常在瓶罐退火前后對(duì)它進(jìn)行表面處理。 （1）涂布法 涂布法是對(duì)玻璃外表面進(jìn)行增強(qiáng)保護(hù)的處理方法。經(jīng)過(guò)涂布增強(qiáng)處理的玻璃瓶，其涂層很薄，涂布材料用量極微，因此作為回用碎玻璃使用時(shí)，對(duì)玻璃成分影響不大。 （2）起霜法 這是一種對(duì)玻璃瓶?jī)?nèi)表面進(jìn)行增強(qiáng)處理的方法。離子交換法 （3）離子交換法 也稱為化學(xué)強(qiáng)化、化學(xué)鋼化，由于瓶罐表面處于張應(yīng)力狀態(tài)時(shí)很容易使表面裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致瓶罐破裂。它是用離子半徑較大的元素取代鈉離子，則玻璃表面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生擠壓，從而形成均勻的壓應(yīng)力。當(dāng)玻璃瓶使用中受到拉應(yīng)力作用時(shí)，這種預(yù)先埋置的壓應(yīng)力可以部分抵消拉應(yīng)力，達(dá)到玻璃強(qiáng)化的目的。 （4）物理強(qiáng)化法 物理強(qiáng)化法是對(duì)玻璃進(jìn)行先加熱后急冷的一種處理方法也叫物理鋼化法和風(fēng)冷強(qiáng)化法。是將剛從制瓶機(jī)上脫模的玻璃瓶，立即送入鋼化爐內(nèi)均勻加熱到接近于玻璃的軟化溫度，然后轉(zhuǎn)入鋼化室，用多孔噴嘴的風(fēng)柵向瓶的內(nèi)、外壁上噴射冷空氣，將瓶?jī)?nèi)、外表面快速冷卻，使瓶表面產(chǎn)生收縮，獲得均勻分布的壓應(yīng)力。 （5）輻射固化涂敷 輻射固化涂敷是采用放射線對(duì)涂層進(jìn)行固化的涂敷技術(shù)的總稱。它們是一類省資源、無(wú)公害、節(jié)能的新型涂敷技術(shù)。 （6）?；瘡?qiáng)化 采用滾花、刻痕等方式，在玻璃瓶上面形成密集粒狀花紋，可以減輕沖擊的破壞性，并提高玻璃瓶的耐內(nèi)壓強(qiáng)度當(dāng)。 4. 輕量瓶的表示方法有重容比、減重率、輕量瓶的級(jí)等。一般地說(shuō)，在輕量瓶瓶型設(shè)計(jì)中往往遵循兩個(gè)基本原則：即單位體積下的最小表面積原則和最低應(yīng)力水平原則。 第四章 陶瓷包裝 1. 陶瓷包裝容器的原料種類有：粘土類、石英類、長(zhǎng)石類和一些輔助原料。 粘土在陶瓷中的作用主要有： (1) 塑化作用 (2) 結(jié)合作用 (3) 成瓷作用 石英屬于瘠性材料（減粘物質(zhì)），可降低坯料的粘性，對(duì)泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用，大小適宜的石英顆?？梢源蟠筇岣吲黧w的強(qiáng)度，還能使瓷器的透光度和強(qiáng)度得到改善。 長(zhǎng)石則屬于溶劑原料，高溫下熔融后可以溶解一部分石英及高嶺土分解產(chǎn)物，形成玻璃狀的流體，并流入多孔性材料的孔隙中，起到高溫膠結(jié)作用，并形成無(wú)孔性材料。 輔助原料可以增加半透明性和強(qiáng)度。碳酸鹽類輔料如石灰石、菱鎂礦可降低 燒結(jié)溫度，縮短燒結(jié)時(shí)間，也有增加產(chǎn)品透明度的作用?；群妓徭V鹽類輔料在降低燒結(jié)溫度的同時(shí)，還能改善陶瓷的性能，如白度、透明度、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性。 2. 陶瓷包裝容器的成型方法有可塑成型法、注漿成型法兩大類。 3. 陶瓷包裝容器的制造工藝過(guò)程為：首先根據(jù)陶瓷的種類和用途制備坯料，通過(guò)不同的成型方法制成具有一定形狀和大小的坯體(也叫生坯)，即成型；生坯經(jīng)干燥、修整后可施釉裝飾，經(jīng)高溫?zé)?，檢驗(yàn)合格后成為陶瓷包裝容器。 　　第四篇　金屬包裝材料與制品（習(xí)題集） 　 　 第一章　金屬包裝材料 思考題： 1．試述金屬包裝材料的性能特點(diǎn)。 2．常見的金屬包裝材料有哪些？ 3．簡(jiǎn)述金屬包裝材料的包裝適性。 4．金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？ 5．什么是金屬鍵，它的特點(diǎn)是什么？ 6．簡(jiǎn)述常見鋼質(zhì)包裝材料的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及使用范圍。 7．簡(jiǎn)述鋁質(zhì)包裝材料的性能特點(diǎn)及使用范圍。 8．簡(jiǎn)述鍍錫薄鋼板及鍍鉻薄鋼板的制造工藝過(guò)程。 9．簡(jiǎn)述鋁合金薄板的制造工藝過(guò)程。 10．對(duì)包裝鋁箔有何質(zhì)量要求？ 第二章　金屬包裝容器 思考題： 1．常見金屬包裝容器有哪些？ 2．簡(jiǎn)述二片罐、三片罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 3．三片罐的制造工藝有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？ 4．簡(jiǎn)述焊接三片罐的制造工藝過(guò)程。 5．二片罐有哪幾種，說(shuō)明它們的制造工藝過(guò)程。 6．簡(jiǎn)述二重卷邊原理和卷邊結(jié)構(gòu)。 7．簡(jiǎn)述金屬軟管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造工藝過(guò)程。 8．簡(jiǎn)述噴霧包裝的特點(diǎn)。 9．簡(jiǎn)述金屬噴霧罐的工作原理。 10．簡(jiǎn)述金屬噴霧罐的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 11．簡(jiǎn)述金屬容器檢驗(yàn)的目的。 12．金屬罐檢漏的目的是什么，常見的檢漏方法有哪幾種？ 　第四篇　金屬包裝材料與制品（習(xí)題解答） 　 　第一章 金屬包裝材料 1. (1)優(yōu)良的機(jī)械性能 (2)綜合保護(hù)性能好 (3)外表美觀 (4) 加工性能好 (5)資源豐富 (6)廢棄物處理性好 2. 金屬材料的種類極多，但用于包裝上的材料品種并不很多，包裝用金屬材料的品種有：鋼鐵、鋁、銅、錫、鋅、鉛等。其中使用較多的主要是鋼材、鋁材及其合金材料。 、力學(xué)性能、印刷適性與造型、衛(wèi)生性。 4.（1）彈性和剛度 （2）強(qiáng)度和塑性 （3）沖擊韌性 （4）疲勞 （5）硬度 （6）斷裂韌性 5. 金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是外層電子少，容易失去。 當(dāng)金屬原子相互靠近時(shí)，這些外層電子就脫離原子，成為自由電子，為整個(gè)金屬所共有，它們?cè)谡麄€(gè)金屬內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，形成電子氣。這種由金屬正離子和自由電子之間相互作用而結(jié)合的方式稱金屬鍵。 6. 常見鋼質(zhì)包裝材料有鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鍍鋅薄鋼板和低碳薄鋼板。 鍍錫薄鋼板結(jié)構(gòu)由鋼基板、錫鐵合金層、錫層、氧化膜和油膜構(gòu)成。各層的厚度、成分因生產(chǎn)方法的不同有一定差異。油膜的特點(diǎn)是潤(rùn)滑和防銹；氧化膜具有防銹、防變色和防硫化斑的作用；錫層美觀、易焊、耐腐蝕且無(wú)毒；錫鐵合金層耐腐蝕；鋼基板加工性良好，制罐后具有必要的強(qiáng)度。由于錫的電極電位比鐵高，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此鍍錫層對(duì)鐵起到一定保護(hù)作用，一般物品可直接用鍍錫薄鋼板罐包裝。不能直接使用鍍錫薄鋼板容器的物品，應(yīng)使用涂料鍍錫薄鋼板制罐。 鍍鉻板是表面鍍有鉻和鉻的氧化物的低碳薄鋼板，它的結(jié)構(gòu)由鋼基板、金屬鉻層、水合氧化鉻層和油