玻璃性质特点
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卖玻璃常见知识点总结一、玻璃的特性1. 透明度:玻璃是一种高度透明的材料,能够让光线透过并且不使光线发生散射,因此常被用于窗户、玻璃门等。
2. 硬度:玻璃的硬度很高,通常在摩氏硬度中居于5.5-7之间,比普通金属硬度更高。
3. 耐腐蚀:玻璃不受化学药品的腐蚀,因此能够长时间保存。
4. 抗压性:玻璃在受到外部压力时具有一定的抗压性,不易破碎。
5. 抗热性:玻璃在受到高温环境时不易改变形状,也不易熔化。
二、玻璃的制造工艺1. 熔制:玻璃的主要原料是石英砂、石灰和碳酸钠等,这些原料在高温下被熔融成为液态玻璃。
2. 成型:液态玻璃通过吹制、浇铸、挤压等方式成型成为各种形状和尺寸的玻璃制品。
3. 冷却:成型后的玻璃经过冷却处理,使其变得坚硬和透明。
4. 表面处理:玻璃通常需要进行磨削、抛光等表面处理以提高其外观和性能。
三、玻璃的用途1. 建筑:玻璃被广泛用于建筑领域,如窗户、门、墙面等,增加了建筑物的透光性和美观度。
2. 家具:玻璃家具如玻璃桌面、玻璃柜门、玻璃橱窗等,具有美观、易清洁等优点。
3. 车辆:汽车上的挡风玻璃、侧窗玻璃等,提高了驾驶者的视野和安全性。
4. 电子产品:手机、平板电脑、电视等电子产品上的触摸屏、显示屏等都采用了玻璃材料。
5. 日用品:玻璃杯、碗、瓶等日用品也是玻璃的常见用途。
四、玻璃的保养1. 清洁:使用软布擦拭玻璃表面,尽量避免使用化学清洁剂,以免对玻璃表面造成损坏。
2. 防霉:玻璃制品容易吸附水汽,因此要注意保持干燥,防止发霉。
3. 防磨损:使用玻璃器皿时要注意轻放,避免碰撞造成磨损或者破碎。
五、关于玻璃的行业发展1. 玻璃制造技术的不断进步,生产出了各种新型玻璃,如夹层玻璃、防弹玻璃、自清洁玻璃等。
2. 玻璃在科技、医疗、环保等领域的应用越来越广泛,如光纤通讯、医用玻璃器皿、太阳能玻璃等。
3. 玻璃回收再利用的技术不断完善,有利于减少资源浪费和环境污染。
总结玻璃是一种常见的材料,具有许多独特的特性和广泛的用途。
玻璃的理化性质和危险特性表
物理性质
- 透明性:玻璃具有良好的透明性,能够传播光线。
- 密度:玻璃密度较高,一般为2.2至2.8 g/cm³。
- 折射率:玻璃的折射率较高,可根据成分而变化。
- 热膨胀系数:玻璃的热膨胀系数较小,但随温度变化而有所增加。
- 硬度:玻璃的硬度一般较高,取决于其成分和制备方法。
化学性质
- 化学稳定性:玻璃具有较好的化学稳定性,耐酸碱腐蚀。
- 溶解性:某些特殊玻璃在特定溶剂中可溶解。
- 反应性:玻璃可在高温下与某些物质发生反应,例如与强氧化剂反应产生氧化反应等。
危险特性
- 破碎危险:玻璃破碎时可能产生尖锐的碎片,可能会对人体造成切伤。
- 高温危险:玻璃在高温下可能发生熔融或爆裂,产生高温危险。
- 毒性危险:某些特殊玻璃可能含有有毒成分,接触后可能对人体造成危害。
以上为玻璃的理化性质和危险特性表。
玻璃的理化性质和危险特性表
物理性质
- 透明性:良好
- 密度:2.2至2.8 g/cm³
- 折射率:根据成分而变化
- 热膨胀系数:小,随温度变化而增加
- 硬度:较高
化学性质
- 化学稳定性:好,耐酸碱腐蚀
- 溶解性:某些特殊玻璃可溶解
- 反应性:与某些物质在高温下发生反应危险特性
- 破碎危险:尖锐碎片可能切伤人体
- 高温危险:熔融或爆裂产生高温
- 毒性危险:某些特殊玻璃含有有毒成分以上为玻璃的理化性质和危险特性表。
玻璃的特点有什么特征玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的,在熔融时形成连续网络结构,冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。
下面是店铺给大家整理的玻璃的特点,希望能帮到大家!玻璃的特点短程有序,即在数个或数十个原子范围内,原子有序排列,呈现晶体特征;长程无序,即再增加原子数量后,便成为一种无序的排列状态,其混乱程度类似于液体。
在宏观上,玻璃又是一种固态的物质。
玻璃就是这样一种物质。
造成玻璃这种结构的原因是:玻璃的粘度随温度的变化速度太快,而结晶速度又太慢。
当温度下降,结晶刚刚开始的时候,粘度就已经变得非常大,原子的移动被限制住,造成了这种结果。
所以,玻璃态类似于固态的液体,物质中的原子永远都是处于结晶的过程中。
因此,玻璃中的原子位置看似固定,但是原子间依然有作用力促使它具备重新排列的趋势。
并不是一个稳定的状态,这和石蜡中的原子状态不同。
所以,同样不是晶体,常温下,石蜡完全是固体,而玻璃却可以被看作是粘度极大的液体。
玻璃的特性各向同性玻璃的分子排列是无规则的,其分子在空间中具有统计上的均匀性。
在理想状态下,均质玻璃的物理、化学性质(如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等)在各方向都是相同的。
无固定熔点因为玻璃是混合物,非晶体,所以无固定熔沸点。
玻璃由固体转变为液体是一定温度区域(即软化温度范围)内进行的,它与结晶物质不同,没有固定的熔点。
软化温度范围Tg~T1,Tg为转变温度,T1为液相线温度,对应的黏度分别为1013.4 d Pa·s、104~6dPa·s。
亚稳性玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到,从熔融态向玻璃态转变时,冷却过程中黏度急剧增大,质点来不及做有规则排列而形成晶体,没有释出结晶潜热,因此,玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能,其能量介于熔融态和结晶态之间,属于亚稳状态。
从力学观点看,玻璃是一种不稳定的高能状态,比如存在低能量状态转化的趋势,即有析晶倾向,所以,玻璃是一种亚稳态固体材料。
玻璃材料的物理化学性质及应用展望玻璃是一种非晶体材料,由于其无特定的晶体结构,因此其性质和结构非常复杂。
玻璃的制造可以追溯到公元前3500年左右的古埃及,但直到今天,玻璃材料的物理化学性质和应用仍然是一个备受关注的研究领域。
1. 物理化学性质1.1 光学性质玻璃材料的光学性质是其最重要的性质之一。
由于其透明度和折射率的优良特性,玻璃在现代光学系统和传感器技术中被广泛应用。
例如,现代光学器件如透镜、棱镜和滤镜都是使用玻璃材料制成的。
1.2 导电性质虽然玻璃是一种绝缘材料,但是对于某些玻璃材料来说,它们具有导电性质。
例如,一些稀土元素掺杂的铌酸锂玻璃可以在高温下表现出可调节的电学性能,因此在太阳电池板、液晶显示器和微波器件制造中得到了广泛应用。
1.3 力学性质玻璃材料也具有很强的力学性质。
虽然玻璃表面看起来是光滑的,但实际上玻璃是一种非常硬的材料。
玻璃的坚硬程度常常用摩氏硬度来进行衡量,一般玻璃的摩氏硬度为5.5左右,这比普通金属材料要硬得多。
1.4 热学性质玻璃材料也具有很强的热学性质,因此在高温环境下具有较高的稳定性。
一般来说,玻璃的热膨胀系数非常小,因此在高温下也不会发生长度或面积的变化。
这一特性使玻璃成为高温实验室中非常实用的材料。
2. 应用展望2.1 生物医学应用现代医学领域对于高质量、低成本的医疗器械和生物传感器的需求越来越高。
玻璃材料的优良透明度和生物相容性使其成为生物医学应用的理想材料。
例如,一些玻璃材料可以用于制造人工晶体和人工关节,同时也可以应用于生物传感器、药物载体和生物医学检测等领域。
2.2 能源应用随着对清洁能源和可持续能源的需求越来越高,对于新型材料的研究也越来越广泛。
玻璃材料的高温稳定性、耐热性和光学性质是其在能源领域中的优势。
例如,太阳电池板、热电发电器和核反应堆的控制棒都可以使用玻璃材料来制造。
2.3 计算机应用在现代计算机领域,需要使用一些高质量、低折射率的材料来制作显示器、光纤和条形码读取器等设备。
设部幕墙门窗标准化技术委员会专家组长龙文志五玻璃强度的特点1 高硬度,抗压强度比抗拉强度高数倍。
常温下玻璃有许多优异的力学性能:高的抗压强度、好的弹性、高的硬度,莫氏硬度在5~6之间,用一般的金属刻化玻璃很难留下痕迹,切割玻璃要用硬度极高的金刚石。
玻璃与常用建筑材料的强度比较如下:2 玻璃没有屈服强度。
玻璃的应力应变拉伸曲线与钢和塑料是不同的,钢和塑料的拉伸应力在没有超过比例极限以前,应力与应变呈线性直线关系,超过弹性极限并小于强度极限,应变增加很快,而应力几乎没有增加,超过屈服极限以后,应力随应变非线性增加,直至钢材断裂。
玻璃是典型的脆性材料,其应力应变关系呈线性关系直至破坏,没有屈服极限,与其它建筑材料不同的是:玻璃在它的应力峰值区,不能产生屈服而重新分布,一旦强度超过则立即发生破坏。
应力与变形曲线见图二十。
3 造成玻璃強度減弱的原因玻璃的理论断裂强度远大于实际强度。
玻璃的理论断裂强度就是玻璃材料断裂强度在理论上可能达到的最高值,计算玻璃理论断裂强度应该从原子间结合力入手,因为只有克服了原子间的结合力,玻璃才有可能发生断裂。
Kelly在1973年的研究表明理想的玻璃理论断裂强度一般处于材料弹性模量的1/10~1/20之间,大约为0.7×104MPa,远大于实际强度,在实际材料中,只有少量的经过精心制作极细的玻璃纤维的断裂强度,能够达到或者接近这一理论的计算结果。
断裂强度的理论值和建筑玻璃的实际值之间存在的悬殊的差异,造成玻璃強度減弱的原因是因为玻璃在制造过程中不可避免的在表面产生很多肉眼看不见的裂纹,深度约5μm,宽度只有0.01到0.02μm,每mm2面积有几百条,又称格里菲思裂纹,见图二十一、图二十二。
至使断裂强度的理论值远大于实际值。
1913年Inglis提出应力集中理论,指出截面的急剧变化和裂纹缺陷附近的区域将产生显著的应力集中效应,即这些区域中的最大拉应力要比平均拉应力大或者大很多。
玻璃的构成与性质研究玻璃是一种无定形的固体材料,具有良好的透明度,化学惰性和高硬度等特性,因而广泛用于建筑、汽车、器皿等领域。
本文将从玻璃的构成和性质两个方面进行研究。
一、玻璃的构成玻璃是通过高温熔化硅酸盐等物质,然后迅速冷却而形成的。
它的组成主要包括氧、硅、钠、铝、钙等元素。
其中,硅是构成玻璃的主要成分,占比约为70%。
其他元素则用于稳定和改变玻璃的性质。
在玻璃的制备过程中,加入的不同元素会影响玻璃的特性。
例如,加入钠会使得玻璃的融点下降,但会降低其化学稳定性。
加入铝元素能够增强玻璃的硬度,但颜色会变为深绿色。
因此,在制备玻璃时,需要根据具体用途来选择不同的成分。
二、玻璃的性质1.透明度玻璃具有高度的透明度,能够使光线在其中传播而不发生散射。
这种特性使得玻璃成为一种优良的建筑材料。
2.硬度玻璃的硬度比一般的金属和塑料高,这是由于其分子间排列的有序性所致。
但是,玻璃的硬度并不是无限制的,长时间的震动和温度变化等因素都会导致其破裂。
3.化学稳定性由于玻璃成分中的氧元素具有较高的电负性,因此玻璃具有良好的化学稳定性。
但是,在一些强酸和强碱作用下,玻璃也会发生腐蚀。
4.导电性由于玻璃具有较高的电阻率,因此不具有导电性。
这也使得玻璃成为一种优良的绝缘材料。
5.折射率玻璃的折射率是指光通过玻璃时发生偏离的角度和入射角度之比。
玻璃的折射率与其成分和密度等因素有关,因此可以通过调节成分来控制玻璃的折射率。
综上所述,玻璃的构成和性质都与其用途密切相关。
在制备玻璃时,需要根据具体的使用场景来选择成分,同时也需要考虑其化学稳定性、透明度、硬度等性能。
未来,随着科学技术的不断发展,我们相信玻璃这种传统材料也会被赋予新的重要作用。
玻璃的结构与性质玻璃是一种无机非晶固态材料,是由一定比例的硅酸盐和其他氧化物经高温熔融后迅速冷却而成。
玻璃具有诸多优点,如硬度高、耐腐蚀、透明度好、化学稳定性好等,因此广泛应用于建筑、日用品、电子通信、纺织等领域。
玻璃的结构是其性质的基础。
在玻璃中,硅酸盐的主要成分是SiO2,而其他氧化物则可作为玻璃的添加剂,以调节玻璃的颜色、热膨胀系数等性质。
在玻璃中,氧原子形成正四面体结构,而硅原子则填充在四面体中心,形成一种类似于冰晶石的三维网络结构。
由于氧和硅的电子云作用力强,因此Si-O键是玻璃中的主要结构基团。
不同类型的玻璃中,结构单元之间的连接方式也不尽相同,因此其性质亦有所差异。
玻璃的特殊性质源于其非晶结构。
晶体是具有周期性排列结构的物质,而玻璃则是一种无定形的、未能在固态中形成晶体结构的物质。
由于玻璃中的原子没有固定的空间位置,因此难以计算玻璃的机械、光学等性质。
同时,由于其非晶结构的存在,玻璃具有如下几个特点:1.灵活性。
晶体的原子排列方式常常受到限制,而玻璃的原子排列则显得灵活多变。
这种灵活性使得玻璃能够被加工成各种形状,获得各种性质。
2.易变性。
晶体由于其明确的原子排列方式,为其赋予了明确的物理性质,在不同的条件下其物理性质变化也比较小。
而玻璃由于其非晶结构,使得其物理性质变化比较明显,在不同的温度、压强条件下,玻璃的机械性能、热力学性质都有所不同。
3.断裂韧性低。
由于玻璃没有明确的原子排列方式,因此它的原子间结合力并不十分均匀,特别是玻璃中存在一些空隙、缺陷等结构的存在,使得其断裂韧性很低,容易因外力的作用而破裂。
4.密实性高。
晶体有明确的原子排列方式,因此原子之间的空隙要比玻璃少得多。
从数学角度来讲,晶体的最紧堆积密度为0.74,而玻璃的密度则可以达到0.95左右。
玻璃的高密度是其化学稳定性好、透明度高等性质的重要基础。
同时,玻璃的高密度也为其在各个领域的应用提供了巨大的优势。
总之,玻璃的结构和性质密不可分,了解玻璃的结构将有助于我们更好地理解其性质、应用及加工过程。
玻璃从性质作用上来讲可以分成的几类玻璃是一种广泛应用于建筑、家居、工业和科学领域的常见材料。
根据其性质和用途的不同,我们可以将玻璃分为以下几类。
1. 平板玻璃:这是最常见的玻璃类型,其特点是平整的表面和均匀的厚度。
平板玻璃通常用于建筑领域,如窗户、门、墙壁和天花板。
它能够提供透明度,并且具有隔热、隔音和防火性能。
2. 钢化玻璃:通过加热玻璃至高温,然后快速冷却处理而制成的钢化玻璃比普通玻璃更坚固。
它具有较高的抗冲击性能和耐热性,并且在破碎时会成小颗粒状,减少了对人体的伤害风险。
因此,钢化玻璃被广泛用于车窗、浴室隔断、家具和建筑中的安全门。
3. 夹层玻璃:夹层玻璃是由两层玻璃表面之间夹有一层弹性中间层组成的。
这层中间层通常是聚丙烯薄膜或聚乙烯醇树脂,称为PVB(聚氯乙烯丁醇树脂)。
夹层玻璃具有较高的抗冲击和防爆性能,并且能够有效地阻挡紫外线辐射。
因此,它被广泛应用于车窗、建筑外墙、天窗和玻璃平台。
4. 防弹玻璃:作为夹层玻璃的一种特殊类型,防弹玻璃是为了提供极高的防弹和防强击性能而制作的。
它通常由多层玻璃和聚碳酸酯或特殊塑料层组成。
防弹玻璃常用于银行、军事设施和高级住宅等需要高度安全性的地方。
5. 光学玻璃:这种类型的玻璃具有优异的光学性能,能够准确传递、控制和调节光线。
它常用于光学仪器、眼镜、照相机镜头、显微镜和望远镜等光学设备中。
6. 玻璃纤维:玻璃纤维由非晶态玻璃拉丝而成。
它具有较高的强度和耐腐蚀性,常常用于制备绝缘材料、建筑材料和增强复合材料。
总之,玻璃是一种多功能的材料,根据其性质和用途的不同,可以分为平板玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、防弹玻璃、光学玻璃和玻璃纤维等几个主要分类。
这些不同类型的玻璃在各自领域中发挥着重要的作用。
玻璃是一种非晶态固体物质,由氧化硅、氧化钠、氧化钙等成分在高温下熔融而成。
它具有透明、硬度高、耐腐蚀、耐热、易于加工和成型等特点,因此在各个行业和领域中都有广泛的应用。
玻璃的物理性质及应用玻璃是一种广泛使用的材料,它具有许多特殊的物理性质,使其能够应用于许多不同的领域。
在本文中,我们将深入探讨玻璃的物理性质及其应用。
玻璃的物理性质玻璃是一种非晶态物质,它由各种不同的氧化物组成,但不具有明确的晶体结构。
由于其非晶态结构,玻璃具有许多独特的物理特性。
以下是其中的一些例子。
1. 透明度:玻璃是一种透明的物质,它能够传输光线,从而让我们看到周围的世界。
玻璃的透明度主要取决于其组成和加工方式。
2. 硬度:玻璃是一种硬度非常高的物质,可以用来制作各种各样的产品,包括建筑材料和容器。
3. 抗腐蚀性:玻璃在很大程度上是一种抗腐蚀的物质,不受大多数化学物质的影响。
这使得玻璃成为一种理想的化学储存容器。
4. 热膨胀系数:玻璃的热膨胀系数非常低,这意味着它可以用在高温环境下,而不会破裂或破碎。
5. 色彩:玻璃可以在制作时通过添加金属氧化物来获得不同的颜色。
这些颜色可以用来增加玻璃的外观效果。
玻璃的应用玻璃的物理特性使其在许多不同的领域有着广泛的应用。
以下是其中的一些例子。
1. 建筑:在建筑中,玻璃主要用于窗户、墙壁、顶部,和照明灯具等。
玻璃的透明度和硬度使其变得理想,可以为建筑带来更多的自然光和视野。
2. 化学:玻璃在化学中是一种非常受欢迎的材料,它可以用来储存、调配、和运输化学品。
玻璃的抗腐蚀性和透明度使它成为一种最佳的材料。
3. 医药:玻璃在医药领域也有广泛的应用。
它可以用来制作药瓶、试管、和瓶盖等。
玻璃的无毒、抗腐蚀的性质使其最适合存储医药。
4. 消费品:玻璃制品包括啤酒瓶、香水瓶、和餐具。
玻璃的透明度,硬度及匀称性使其非常受欢迎。
5. 公共艺术:玻璃制成的艺术品也有广泛的应用。
玻璃制成的壁画、雕塑、和彩色玻璃窗等可以增强公共建筑的美感和精神文化氛围。
总之,玻璃的物理性质使得它成为一种非常重要的材料,广泛应用于各种不同的领域。
从建筑到医药,从化学到消费品,玻璃都有被应用的一席之地。
玻璃的名片玻璃:是一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结构,冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
属于混合物,它的主要成份是二氧化硅。
在日常环境中呈化学惰性,一般溶于强碱,不溶于酸(例外:氢氟酸与玻璃反应生成SiF4,从而导致玻璃的腐蚀),故此用途非常广泛。
玻璃的通性:1.各向同性:均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。
2. 介稳性:当熔体冷却成玻璃体时,它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。
3.可逆渐变性:熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。
4.连续性:熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。
玻璃的简单分类:玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。
平板玻璃主要分为三种:即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。
由于浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行,再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响,浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。
而特种玻璃则品种众多,下面按装修中常见的品种一一说明:一、普通平板玻璃1、 3--4厘玻璃, mm在日常中也称为厘。
我们所说的3厘玻璃,就是指厚度3mm的玻璃。
这种规格的玻璃主要用于画框表面。
2、 5--6厘玻璃,主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型等等3、 7--9厘玻璃,主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中。
4、 9--10厘玻璃,可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。
5、 11--12厘玻璃,可用于地弹簧玻璃门和一些活动人流较大的隔断。
6、 15厘以上玻璃,一般市面上销售较少,往往需要订货,主要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。
二、其他玻璃其他玻璃一说,只是笔者在分类时相对于平板玻璃而言,并非业内正式分类。
主要有:1、钢化玻璃。
它是普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃。
钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说,具有两大特征:1) 前者强度是后者的数倍,抗拉度是后者的3倍以上,抗冲击是后者5 倍以上。
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。
玻璃
玻璃是一种无定形的非晶质固体材料,具有光透明、易成型、隔热保鲜等性质和功能。
它的主要成分是硅二氧化物,通常还含有钠、钙、铝等金属氧化物成分。
根据化学组成,玻璃可以分为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、氧化物玻璃等不同种类。
玻璃成型后呈现非晶态固体的无序结构,与晶体材料的有序结构不同,不形成规律的晶胞排列。
这使得玻璃具有光滑、透明、容易成型等特点。
玻璃是一种极为重要的工程材料,应用十分广泛。
它可以单独使用,也可以在涂层或与其他材料复合后使用。
玻璃的多功能性使其在建筑、交通、照明、容器等领域发挥着独特的作用。
根据成分,玻璃可以分为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、氧化物玻璃、矾玻璃等。
常见的普通玻璃属于硅酸盐玻璃。
根据用途,玻璃可以分为平板玻璃、容器玻璃、光学玻璃、特种玻璃等。
平板玻璃用于建筑、家具、车辆等;容器玻璃主要指玻璃瓶;光学玻璃用于摄影机、显微镜等;特种玻璃则包括化学玻璃器皿、光纤玻璃等。
玻璃的制造方法有熔融法、浮法等。
熔融法是最常用的方法,将原料混合熔融成液体玻璃,再制成所需形状。
玻璃的主要性质有机械强度、光学性能、化学稳定性、电绝缘性、热扩散率等。
经过修饰,可以使玻璃具有特定的光学、保温、耐火等功能。
玻璃在建筑、照明、电子产品、食品容器等领域有着广泛的应用。
它是一种极为重要的工程材料。
随着科技的发展,玻璃的性能和用途也在不断扩展。
1. 理论强度Academic intensity
理论强度是指,从不同理论角度来分析材料所能承受的最大应力或分离原子(离子或分子)所需的最小应力。
其值取决于原子间的键强度。
但这只适用于不存在缺陷的情况。
玻璃的理论强度可通过不同方式来计算,其值大致为1010~1.5X1010Pa。
2. 原始强度Original intensity
原始强度是玻璃制品刚刚制成时的机械强度。
由于这时玻璃是新鲜的,表面存在的微裂纹和机械擦
伤最少,因此强度要比放置一段时间后的强度高。
3. 实际强度Actual intensity
玻璃的实际强度是指玻璃在实际应用过程中的机械强度。
实际强度要比理论强度低得多,一般为理论强度的1/300~1/200。
这是因为玻璃的实际强度不仅与化学键强度有关,还与玻璃的脆性、玻璃表面的微裂纹、内部的不均匀及缺陷的存在造成应力集中有关。
其中表面微裂纹对强度的影响最重。
4. 微裂纹Micro-cracks
A. A. Griffieth提出玻璃表面存在着许多微小的裂纹,这些微裂纹是造成玻璃强度远低于理论强度的主要原因。
微裂纹的产生原因可归纳为结构缺陷、表面反应和机械损伤。
微裂纹在显微镜下可以看到,一般宽10~20nm,深不小于100nm。
微裂纹在制品受热或负载作用,受水汽及化学作用时,会向纵深发展,
从而加剧制品破裂,使强度显著下降。
5. 弹性Elasticity
材料在外力作用下发生变形,当外力去掉后能恢复原来形状的性质称为弹性。
在Tg温度以下,玻璃基本是服从虎克定律的弹性体。
玻璃的弹性指标主要是指弹性模量E(即杨氏模量)、剪切模量G、泊松
比μ、体积压缩模量K。
6. 塑性Flexibility
材料在外力作用下发生变形,当外力去掉后不能或只能部分恢复原来形状的性质称为塑性。
7. 硬度Rigidity
硬度可以理解为玻璃抵挡另一种固体材料深入其内部的能力。
玻璃的硬度在莫氏硬度5~7之间。
硬度的大小主要受Na2O、K2O、PbO等影响,玻璃组成中加入这些氧化物时,会显著降低硬度,因而凡碱性氧化物含量较高的玻璃硬度就较低,高铅硅酸盐玻璃的硬度更低。
当引入SiO2、ZrO2、B2O3等都会显著提高玻璃的硬度,各种氧化物组成对玻璃硬度的影响次序为K+<Na+<Li+;
Ba2+<Sr2+<Ca2+<Mg2+<Be2+; Cd2+<Zn2+。
8. 脆性Brittleness
脆性是指当负载超过玻璃极限强度时立即破裂的性质。
脆性与玻璃的组成和热处理程度有关。
提高玻璃强度是改善脆性的最好途径,此外在玻璃组成中适量引入离子半径小的氧化物如Li2O、BaO、MgO、
B2O3等都可以改善其脆性。
9. 疲劳Tiredness
在常温下,玻璃的破坏强度随加荷速度或加荷时间而变化。
加荷速度越大或加荷时间越长,其破坏强度就越小,短时间不会破坏的荷载,时间久了可能会破坏,这种现象称为玻璃的疲劳现象。
通常测定时间延长10倍,强度将比在液氮温度(77K)下测得的强度低7%。
研究证明,玻璃的疲劳现象是由于在加荷作用下微裂纹的加深而致。
10. 永久应力Permanent stress
当玻璃在常温下,内外温度均衡后,即温度梯度消失后,在玻璃中仍然存在热应力,这种应力称为永久应力,也叫残余应力。
它的产生是应变温度范围内应力豫弛的结果。
11. 暂时应力Temporary stress
温度低于应变点,处于弹性变形温度范围内的玻璃,在加热或冷却的过程中,即使加热或冷却的速度不是很大,玻璃的内层与外层也会形成一定的温度梯度,从而产生一定的热应力。
这种热应力随着温度梯度的存在而存在,随着温度梯度的消失而消失,所以称为暂时应力。
12. 应力腐蚀Erosion caused by stress
玻璃在不超过其强度的的小荷载作用下,周围介质特别是水分进入裂纹尖端,加速与裂纹尖端的SiO2网络结构发生反应,使网络结构破坏,导致裂纹的延伸,降低玻璃的强度,这种现象就叫应力腐蚀。
参见“疲劳”。
13. 宏观应力Macroscopically stress
由玻璃的宏观缺陷,如固体夹杂物(结石)、气体夹杂物(气泡)、化学不均匀(玻筋),引起的
内应力称为宏观应力。
14. 微观应力Microcosmic stress
由玻璃的微观缺陷,如点缺陷、局部析晶、晶界等,引起的内应力称为微观应力。
15. 应力豫弛Stress relaxation
由于玻璃的温度在应变点以上时具有粘弹性,质点的热运动能力较大,玻璃内部结构基团间可以产生位移和变形,使温度梯度所产生的热应力得以消失,这个过程称为应力豫弛,也叫应力松弛。
这时玻璃
内部虽然存在温度梯度但不存在应力。
16. 热历史Thermal history
玻璃的热历史是指玻璃从高温液态冷却,通过转变温度区域和退火温度区域时的经历,包括在该温
度区域内停留的时间和冷却速度等。
玻璃的物理化学性质不仅取决于玻璃的成分,而且在很大程度上取决于它的热历史。
对于相同的玻璃成分而言,不同的热历史会使玻璃具有不同的结构状态,从而影响到玻璃的许多性质。
17. 热膨胀系数Coefficient of thermal expansion
热膨胀系数分为线性热膨胀系数和体膨胀系数。
线性热膨胀系数是指当物体升高1℃时,在其原有长度上所增加的长度。
一般用在某一段温度范围内的线性热膨胀系数来表示。
设玻璃被加热时,温度从t1上升到t2,同时它的长度从L1增加到L2,则t1 ~t2
温度范围内的平均线性热膨胀系数α为:
α= (L2 - L1)/ [L1(t2 - t1)]
式中:L1——t1时试样的长度(cm),通常以室温的长度为准
ΔL——试样从t1加热到t2时长度的增加值(cm)
Δt——试样受热后温度的升高值(℃)
体膨胀系数是指当物体升高1℃时,在其原有体积上所增加的体积。
体膨胀系数用β表示。
α和β之
间有下式所示的近似关系:
β≈3α
18. 抗热震性The performance for thermal impact resistance
见“热稳定性”。
19. 热稳定性Thermal stability
玻璃经剧烈的温度变化后不被破坏的能力称为热稳定性。
对玻璃热稳定性影响最大的是应力分布,此外还与玻璃厚度、几何形状、热膨胀系数等有密切关系。
20. 耐热冲击强度The intensity for thermal impact resistance
耐热冲击强度是用来表征热稳定性大小的指标,是以制品或试样保持不被破坏时所能承受的最大温
差来表示的。
21. 折射率Refractive index
折射率可以理解为电磁波在玻璃中传播速度的降低(以真空中的光速为基准)。
如果用折射率表示
光速的降低,则:
n = c / v
式中:n——玻璃的折射率
c——光在真空中的传播速度
v——光在玻璃中的传播速度
一般玻璃的折射率为1.5~1.75。
22. 透过率Transparent index
透过玻璃的光强与入射光强之比称为透过率。
一般用T表示。
参见“吸光性”。
23. 反射率Reflectivity
从一个表面反射出去的光强与入射光强之比称为反射率。
一般用R表示。
24. 吸收率Absorptivity
被玻璃吸收的光强与入射光强之比称为吸收率,一般用A表示。
参见“吸光性”。
25. 透过率、反射率和吸收率的关系The interrelation among transparent index, reflectivity and
absorptivity
当阳光照射到玻璃的表面上时,一部分会发生反射,另一部分会被玻璃吸收,剩下的部分会穿过玻璃进入
室内。
(见图40.1)。