玻璃物理化学性能计算

实验三玻璃配方计算和配合料制备1 目的意义1.1 意义配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。

配合料制备就是按照配方配制并加工原料，使之符合材料高温烧制要求。

配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。

配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测，配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。

1.2 目的(1) 进一步掌握配方计算的方法；(2) 初步掌握配合料的制备方法和步骤；(3) 了解影响配合料均一性的因素。

2 实验原理2.1 玻璃成分的设计首先，要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能，并依此选择能形成玻璃的氧化物系统，确定决定玻璃主要性质的氧化物，然后确定各氧化物的含量。

玻璃系统一般为三组分或四组分，其主要氧化物的总量往往要达到90％(质量)。

此外，为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。

因此，大部分工业玻璃都是五六个组分以上。

相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。

在应用相图时，如果查阅三元相图，为使玻璃有较小的析晶倾向，或使玻璃的熔制温度降低，成分上就应当趋向于取多组分，应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。

在应用玻璃形成区域图时，应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点，使成分具有较低的析晶倾向。

为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施，即能进行熔制、成型等工序，必须要加入一定量的促进熔制，调整料性的氧化物。

这些氧化物用量不多，但工艺上却不可少。

同时还要考虑选用适当的澄清剂。

在制造有色玻璃时，还须考虑基础玻璃对着色的影响。

以上各点是相互联系的，设计时要综合考虑。

当然，要确定一种优良配方不是一件简单的工作，实际上，为成功地设计一种具有实用意义，符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分，必须经过多次熔制实践和性能测定，对成分进行多次校正。

表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方，可根据自己的要求进行修改。

Ⅰ.GG17耐高温玻璃GG17耐高温玻璃性能完全符合ISO3583国际标准，是一种高硼硅玻璃，具有优良的物理化学性能，它的含硅量在80％以上，玻璃的内部结构稳定性极为良好，因而具有较好的机械性能和化学性能；由于它的低热膨胀系数，能更好的耐受较高的温差，并具有良好的灯焰加工性能，是制造实验室用各种加热器皿、结构复杂的玻璃仪器、化工设备和压力水表玻璃等的良好玻璃材料。

具体的物理化学性能如下：含硅量80％以上应变温度520℃退火温度560℃软化温度820℃折射率 1.47透光率(2mm) 92％弹性模量67KNmm-2抗张强度40-120Nmm-2玻璃应力光学常数 3.8×10-6mm2 /N加工温度(104dpas) 1220℃线膨胀系数(20-300℃) 3.3×10-6K-1密度(20℃) 2.23gcm-1比热0.9Jg-1K-1导热率 1.2Wm-1K-1耐水性能(ISO 719) 1级耐酸性能(ISO 195) 1级耐碱性能(ISO 695) 2级耐热急变玻棒法玻棒Φ6×30mm 300℃关于GG17玻璃的几点说明a.GG17玻璃制造的仪器如需长期加热和加压，它的最高安全操作温度不应超过应变温度(520℃)。

它在加热到退火温度时，不易变形，如放在适当支架上，且内部不受压力情况下，可以在短时间内加热到600℃，在此情况下，应使仪器缓慢冷却，藉以减少产生永久应力的程度。

b.GG17玻璃管(在25℃时)的安全工作压力可根据下式计算：P=140T/D P为安全工作压力单位为kg/cm2T为玻璃管壁厚D为玻璃管内径单位为mm上式公式不适用于具有平底的玻璃管c.GG17玻璃化学组成：(%)SiO2 B2O3 Al2O3 Na2O K2O80.5 12.8 2 4 0.4Ⅱ.“九五”耐高温玻璃九五料玻璃是一种低碱高硼硅玻璃，不含钙镁锌及铂元素，具有较好的物理和化学性能，用于制造各种玻璃仪器。

玻璃行业产品质量检验标准引言：玻璃作为一种重要的建筑材料，广泛应用于建筑、家具、装饰等各个行业。

为确保玻璃产品的质量，保障使用者的安全，制定了一系列的产品质量检验标准。

本文将针对玻璃行业产品的质量检验标准进行全面的论述，包括玻璃的物理性能、机械性能、化学性能等方面。

一、玻璃的物理性能检验标准1. 透光性检验标准：玻璃作为一种透明材料，其透光性能对于其质量至关重要。

透光性检验标准包括透光率、反射率、透射率等指标。

2. 密度检验标准：玻璃的密度是其物理性能的重要指标之一，也是表征玻璃质量的关键参数。

密度检验标准主要包括测量密度的方法以及密度的允许误差范围。

3. 硬度检验标准：硬度是玻璃的抗划伤能力的量化指标，也是用来评估玻璃质量的重要标准。

硬度检验标准包括洛氏硬度、维氏硬度等指标。

二、玻璃的机械性能检验标准1. 弯曲强度检验标准：玻璃在承受外力时的抗弯曲能力对于其在实际使用中的安全性至关重要。

弯曲强度检验标准包括静态弯曲强度和动态弯曲强度。

2. 抗冲击性检验标准：玻璃作为一种易脆材料，在受到外力冲击时容易破碎。

抗冲击性检验标准包括玻璃的抗冲击强度、冲击破坏的形态等指标。

3. 破裂韧性检验标准：破裂韧性是评价玻璃抗破坏能力的重要指标。

破裂韧性检验标准包括断裂韧性、拉伸韧性等指标，用以评估玻璃的耐用性和抗破碎性能。

三、玻璃的化学性能检验标准1. 酸碱侵蚀检验标准：玻璃在长期接触酸碱环境时容易受到侵蚀，影响其使用寿命。

酸碱侵蚀检验标准主要包括玻璃对酸碱的耐蚀性能、耐大气侵蚀性能等指标。

2. 化学耐久性检验标准：玻璃在接触化学物质时容易发生化学反应，导致性能变化。

化学耐久性检验标准包括玻璃的耐热性、耐候性、耐湿性等指标。

3. 温度变化性检验标准：玻璃在温度变化时表现出不同的性能，温度变化性检验标准主要包括线膨胀系数、热传导系数等指标，用以评估玻璃的热稳定性能。

四、玻璃的光学性能检验标准1. 折射率检验标准：玻璃的折射率是其光学性能的重要参数，折射率检验标准包括测量折射率的方法以及折射率的精度要求。

有机玻璃性能.透明度优良，有突出的耐老化性；它的比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却 高出几倍；它有良好的绝缘性和机械强度；对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能； 且又易加工；可进行粘接、锯、刨、钻、亥U 、磨、丝网印刷、喷砂等手工和机械 加工，加热后可弯曲压模成各种压克力制品。

有机玻璃的物理性能：密度：1.19kg/cm 3 透光率：99% 冲击强度三16kg/cm 3 拉伸强度 三61Kg/m有机玻璃物理性能介电损耗tg<5有机玻璃简介有机玻璃学名聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA),有部分人称为压克力。

有极好的透光性能，可透过92% 以上的太阳光，紫外线达73.5%；机械强度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好， 尺寸稳定，易于成型，质地较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，可作要求有一定 强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，装饰礼品等等。

在里面加入一些添加 剂可以对其性能有所提高，如耐热、耐摩擦等。

目前该材料广泛的应用于广告灯箱，铭牌等方面 的制作。

物理及力学性能板材3几种常见塑料简介ABS塑料（丙烯月青-丁二烯-苯乙烯）英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene比重：1.05克/立方厘米成型收缩率:0.4-0.7%成型温度：200-240℃干燥条件：80-90℃ 2小时物料性能1、综合性能较好，冲击强度较高,化学稳定性，电性能良好.2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。

4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。

适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件.PP塑料（聚丙烯）英文名称:Polypropylene比重:0.9-0.91克/立方厘米成型收缩率：1.0-2.5%成型温度：160-220℃干燥条件：物料性能密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆,不耐模易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件PS塑料（聚苯乙烯）英文名称:Polystyrene比重：1.05克/立方厘米成型收缩率:0.6-0.8%成型温度：170-250℃干燥条件：物料性能电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃, 着色性耐水性，化学稳定性良好,.强度一般，但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件PPS 塑料（聚苯硫醚）英文名称:Phenylene sulfide比重：1.36克/立方厘米成型收缩率:0.7%成型温度：300-330℃干燥条件：物料性能1、电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，白色硬而脆，跌落于地上有金属响声，透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性，化学稳定性良好。

玻璃材料的物理与化学性质玻璃是一种特殊的材料，它具有不同于普通固体的物理和化学性质。

在这篇文章中，我们将探讨玻璃的物理和化学性质，并深入了解这种材料背后的科学和技术原理。

一、物理性质1.1 折射率折射率是玻璃最基本的物理性质之一，它决定了材料在不同环境下的透明度和光学效果。

折射率可以简单理解为光线发生折射时，经过不同介质后径线偏转的程度。

玻璃的折射率通常在1.5左右，但具体数值取决于玻璃的成分和制备工艺。

1.2 热膨胀系数热膨胀系数是材料在受热时体积扩张的程度，它是玻璃热学性质的重要指标之一。

玻璃的热膨胀系数较低，通常在5×10^-6~10×10^-6之间，这意味着玻璃不容易因温度变化而产生显著的形变和损伤。

1.3 硬度玻璃是一种相当硬的材料，具有较高的硬度和耐磨性。

在摩擦、碰撞和其他力作用下，玻璃表面不容易受到划痕和磨损。

1.4 耐拉伸性玻璃的耐拉伸性也是非常突出的，它具有较高的强度和断裂韧性。

这种性质使得玻璃可以制成各种形状和尺寸的器件和装置，例如窗户、饰品、容器等。

二、化学性质2.1 耐腐蚀性相对于金属和塑料等其他材料，玻璃的耐腐蚀性更好，可以在多种环境下长时间保持稳定的化学性质。

这是因为玻璃本身就是一种非晶质材料，没有晶体结构的缺陷和裂缝，因此不容易受到化学物质的侵蚀和损伤。

2.2 生物惰性玻璃是一种完全无机的材料，不含任何有机物质。

这使玻璃具有生物惰性，也就是不容易发生化学反应或生物附着。

因此，玻璃可以用于医疗和实验室等需要高卫生和洁净度要求的领域。

2.3 色彩稳定性玻璃在使用过程中，不会因为暴露于光、气或其他物质而发生显著的颜色变化。

这是因为玻璃的成分和结构都非常稳定，在不受热、光或化学腐蚀的情况下，可以长时间保持原有色彩。

这也使得玻璃成为一种广泛应用于建筑、装饰和艺术领域的材料。

三、玻璃的应用玻璃由于其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各种领域，例如：3.1 建筑和装饰玻璃在建筑和装饰领域中用于制造窗户、玻璃门、隔断、墙面、楼梯等。

高硼硅玻璃高硼硅玻璃，是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性质大大提高，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片，洗衣机观察孔，微波炉盘，太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。

因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。

它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，德、美等发达国家已进行了较为广泛的推广。

高硼硅玻璃的线膨胀系数是3.3士0.1×10-6/K，是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O2）、二氧化硅（SIO2）为基本成份的一种玻璃。

该玻璃成分中硼硅含量较高，分别为硼：12.5~13.5%，硅：78~80%，故称此类玻璃为高硼硅玻璃氧化硼能与许多和二氧化硅不能形成玻璃的氧化物、氟化物等形成玻璃。

故可以宽广的范围内根据需要调整性能，如特高折射率、低色散、特殊色散的光学玻璃，特高热膨胀系数的电真空封接玻璃，辐射计、测量仪器玻璃，防辐射玻璃等可由硼酸盐玻璃制造。

高硼硅玻璃,耐酸耐碱耐水，抗腐蚀性能优越，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，故具有抗化学侵蚀性、抗热冲击性、机械性能好、承受温度高等特性。

高硼硅玻璃，是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。

高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数耐高温,耐200度的温差剧变。

高硼硅玻璃用于卤素灯的反光耐热灯杯和必须采用耐热玻璃的电器设备，如微波炉专用玻璃转盘、微波炉灯罩、舞台灯光反射杯、滚筒洗衣机观察窗、等耐热茶壶茶杯。

高硼硅玻璃的物理化学性能如下：含硅量80%以上应变温度520℃退火温度560℃软化温度820℃折射率 1.47透光率(2mm) 92%弹性模量67KNmm-2抗张强度40-120Nmm-2加工温度（104dpas）1220℃热膨胀系数（20-300℃）3.3×10-6K-1，所以耐急冷急热性能优越。

玻璃重量密度计算公式玻璃是一种常见的无机非金属材料，它具有透明、坚硬、脆性等特点，被广泛应用于建筑、家具、器皿、光学器材等领域。

在工程实践中，我们经常需要对玻璃的重量密度进行计算，以便进行材料选择、设计和工程施工等工作。

本文将介绍玻璃重量密度的计算公式及其应用。

玻璃的重量密度是指单位体积玻璃材料的质量，通常用符号ρ表示，单位是千克/立方米（kg/m³）。

重量密度是一个重要的材料物理性质，它直接影响着材料的质量、强度、热传导性能等。

对于不同类型的玻璃，其重量密度也有所不同，一般来说，普通玻璃的重量密度在2500-2700kg/m³之间。

玻璃的重量密度计算公式可以通过其化学成分和密度计算得出。

一般来说，玻璃主要由二氧化硅、氧化钠、氧化钙等成分组成，其密度可以通过以下公式计算得出：ρ = (m/V)。

其中，ρ为玻璃的重量密度，单位为千克/立方米；m为玻璃的质量，单位为千克；V为玻璃的体积，单位为立方米。

在实际工程中，我们通常可以通过测量玻璃的质量和尺寸来计算其重量密度。

首先，我们需要测量玻璃的质量，可以通过天平或者其他称重设备来进行测量；其次，我们需要测量玻璃的体积，可以通过尺子或者其他测量工具来进行测量。

将测得的质量和体积代入上述公式中，即可得到玻璃的重量密度。

知道了玻璃的重量密度之后，我们可以根据具体的工程需求来进行材料选择和设计。

例如，在建筑领域，我们需要根据玻璃的重量密度来计算其承重能力，从而确定合适的玻璃厚度和支撑结构；在家具制造领域，我们需要根据玻璃的重量密度来计算其运输成本和安装方法，从而保证产品质量和安全性。

除了计算公式外，玻璃的重量密度还受到一些其他因素的影响，比如温度、压力、湿度等。

在实际工程中，我们需要考虑这些因素对玻璃重量密度的影响，并进行相应的修正和调整。

总之，玻璃的重量密度是一个重要的材料物理性质，它直接影响着材料的质量和性能。

通过上述介绍，我们可以了解到玻璃重量密度的计算公式及其应用，希望对大家有所帮助。

6.0 1450-1460
5.5 1420
4.3 1380-1400
4.2 1320-1340
例：欲熔制得100g玻璃液所需碳酸镁的净用料量，根据表2-1、表2-2的数据：MgCO→3 MgO+CO↑2 ② 40.32
实际用量
X=2.09 ÷99.5％=2.1(g) X1 1
X1=84.32 ×1÷40.32=2.09(g) 用类似方法可算出其他原料的用量，然后按下列格式列出配料单，原料名称配合料 1 配合料2
石英砂
碳酸钙
碳酸镁氢氧化铝纯碱合计
2.5 配合料的制备按配方称量原料，粉碎、混合均匀即可。

3 实验器材
③研钵一个；料勺若干(每种原料一把) ④天平(千分之一天平即可)
⑤化工原料或化学试剂：如石英砂(SiO2)，纯碱(NaNO3)，碳酸钙
(CaCO3)，碳酸
镁(MgCO3)，氢氧化铝[A1(OH)3] 等。

4 实验步骤
4.1 计算熔制温度根据给定配方计算熔制温度。

4.2 配料计算根据给定配方
4.3。

不同成分玻璃膨胀系数计算⼀、引⾔玻璃作为⼀种⼴泛应⽤于⽇常⽣活和⼯业领域的重要材料，其热学性质，特别是膨胀系数，对玻璃的加⼯、使⽤和性能具有重要影响。

玻璃的膨胀系数是描述玻璃在温度变化时尺⼨变化的⼀个物理量。

不同的玻璃成分，其膨胀系数也会有所不同。

因此，深⼊了解不同成分玻璃的膨胀系数计算⽅法，对于优化玻璃⼯艺、提⾼玻璃产品质量具有重要意义。

⼆、玻璃膨胀系数的定义与影响因素玻璃膨胀系数，通常⽤α表示，定义为单位温度变化下玻璃单位⻓度的变化量。

它的⼤⼩受多种因素影响，包括玻璃的化学组成、微观结构、温度范围等。

其中，玻璃的化学组成是影响膨胀系数的关键因素。

三、常⻅玻璃成分及其膨胀系数1.硅酸盐玻璃：硅酸盐玻璃是最常⻅的玻璃类型，主要由⼆氧化硅（SiO2）组成。

其膨胀系数通常较低，约为5-9×10^-6/℃。

2.硼硅酸盐玻璃：硼硅酸盐玻璃含有较⾼的硼氧化物（B2O3）和硅酸盐成分。

由于硼的引⼊，其膨胀系数较低，约为3-5×10^-6/℃。

3.铝硅酸盐玻璃：铝硅酸盐玻璃中含有氧化铝（Al2O3）和硅酸盐成分。

这种玻璃的膨胀系数中等，⼀般在8-10×10^-6/℃范围内。

四、膨胀系数的计算⽅法膨胀系数的计算通常通过实验测定，也可以通过理论计算进⾏预测。

以下介绍两种常⽤的计算⽅法：1.实验测定法：通过实验测定玻璃在不同温度下的尺⼨变化，然后根据公式α=(ΔL/L0)/ΔT计算膨胀系数。

其中，ΔL为温度变化ΔT时玻璃的尺⼨变化量，L0为玻璃初始尺⼨。

2.理论计算法：基于玻璃的化学组成和已知的热学数据，利⽤热膨胀理论进⾏计算。

常⽤的理论计算⽅法有经验公式法、分⼦动⼒学模拟法等。

这些⽅法可以通过玻璃的化学组成来预测其膨胀系数。

五、膨胀系数与玻璃性能的关系膨胀系数是影响玻璃性能的重要因素之⼀。

它关系到玻璃在温度变化时的尺⼨稳定性、热应⼒分布、抗热震性等⽅⾯。

例如，在玻璃加⼯过程中，如果膨胀系数过⼤，可能导致玻璃在温度变化时产⽣较⼤的热应⼒，从⽽增加玻璃破裂的⻛险。