第1章玻璃的性質(zhì)

1、第一章第一章玻璃性質(zhì)概述玻璃性質(zhì)概述定義定義：指玻璃對(duì)：指玻璃對(duì)外界因素外界因素的作用所作出的的作用所作出的反應(yīng)反應(yīng)。 外因外因 玻璃性質(zhì)玻璃性質(zhì) 熱熱 熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù) 電電 電導(dǎo)率、介電損耗電導(dǎo)率、介電損耗 光光 折射率、反射、光吸收折射率、反射、光吸收 機(jī)械力機(jī)械力 機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量、硬度機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量、硬度 化學(xué)介質(zhì)化學(xué)介質(zhì) 化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性 性質(zhì)分類性質(zhì)分類：三類三類性質(zhì)：遷移性質(zhì)、非遷移性質(zhì)、其它性質(zhì)性質(zhì)：遷移性質(zhì)、非遷移性質(zhì)、其它性質(zhì)1.遷移性質(zhì)遷移性質(zhì) 可用離子遷移時(shí)克服勢(shì)壘的能量衡可用離子遷移時(shí)克服勢(shì)壘的能量衡量。成分與性

2、質(zhì)間不符合加和法則。量。成分與性質(zhì)間不符合加和法則。包括電導(dǎo)、電阻、粘度、化穩(wěn)性等。包括電導(dǎo)、電阻、粘度、化穩(wěn)性等。在在Tg,Tf內(nèi)逐漸變化內(nèi)逐漸變化2.非遷移性質(zhì)非遷移性質(zhì) 和玻璃成分間關(guān)系簡(jiǎn)單，符合和玻璃成分間關(guān)系簡(jiǎn)單，符合加和法則。加和法則。包括折射率、色散、彈性模量、硬包括折射率、色散、彈性模量、硬度、熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)等。度、熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)等。在在Tg,Tf內(nèi)突變。內(nèi)突變。1TLgA轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)LgBT3.其它性質(zhì)其它性質(zhì)光吸收、顏色等。是由于電子在離子內(nèi)躍遷、在不同離光吸收、顏色等。是由于電子在離子內(nèi)躍遷、在不同離子間的電荷遷移及原子或原子團(tuán)的振動(dòng)引起。子間的電

3、荷遷移及原子或原子團(tuán)的振動(dòng)引起。粘度的工藝意義：粘度的工藝意義：熔化熔化 石英砂的熔化包括表面溶解和擴(kuò)散，粘度小利石英砂的熔化包括表面溶解和擴(kuò)散，粘度小利 于擴(kuò)散。于擴(kuò)散。澄清澄清 氣泡上升速度與粘度成氣泡上升速度與粘度成反比反比。均化均化 實(shí)際是質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散，粘度小有利。實(shí)際是質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散，粘度小有利。成形成形 料性短的玻璃可較快成形。料性短的玻璃可較快成形。退火退火 在在 =1011.51013帕帕 秒內(nèi)通過粘滯流動(dòng)消除應(yīng)力，秒內(nèi)通過粘滯流動(dòng)消除應(yīng)力， 溫度較低（溫度較低（ 1013帕帕 秒）時(shí)有部分應(yīng)力通過彈性松弛秒）時(shí)有部分應(yīng)力通過彈性松弛消除。消除。1.1玻璃的粘度玻璃的粘度一、粘度的物

4、理意義一、粘度的物理意義 粘度是用來衡量粘滯流動(dòng)的，它表示了液體的內(nèi)摩粘度是用來衡量粘滯流動(dòng)的，它表示了液體的內(nèi)摩擦力。這種內(nèi)摩擦力是液體結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。擦力。這種內(nèi)摩擦力是液體結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。： 粘度指面積為粘度指面積為S的兩的兩平行平行液層以一定的速度梯度液層以一定的速度梯度 （dv/dx）移動(dòng)時(shí)需克服的內(nèi)摩擦阻力）移動(dòng)時(shí)需克服的內(nèi)摩擦阻力f。 f= S (dv/dx) (4-1) 粘度或粘度系數(shù)粘度或粘度系數(shù)單位：?jiǎn)挝唬?國際單位：帕斯卡國際單位：帕斯卡 秒（秒（Pa S） 常用單位：泊（常用單位：泊（P） 1 Pa S=10 P 20 C水水 =10 -3 Pa S 20 C玻璃玻璃=

5、 1018 Pa S 玻液玻液=10 Pa S 二、粘度和溫度的關(guān)系二、粘度和溫度的關(guān)系1.玻璃的玻璃的 -T曲線曲線用用 d /dT 表示料性表示料性 d /dT 大即料性短（大即料性短（B）曲線較陡）曲線較陡 d /dT 小即料性長(zhǎng)（小即料性長(zhǎng)（A）曲線較平緩）曲線較平緩料性料性短短的玻璃可有較的玻璃可有較高高的成型機(jī)速。的成型機(jī)速。d /dt 粘度時(shí)間系數(shù)粘度時(shí)間系數(shù)Lg TAB2.粘度與溫度關(guān)系的量化粘度與溫度關(guān)系的量化 =A e u/KT u - 粘滯活化能（勢(shì)壘）粘滯活化能（勢(shì)壘） Lg = + /T ( u是常數(shù)是常數(shù)) （4-4） = LgA = ( u/K) LgeabcdL

6、g 1/T高溫高溫 熔體基本無聚合，熔體基本無聚合，低溫低溫 聚合趨于完畢，聚合趨于完畢， u都為常數(shù)。都為常數(shù)。bc中溫段中溫段 冷卻時(shí)不斷發(fā)生聚合，冷卻時(shí)不斷發(fā)生聚合， u隨溫度隨溫度變化較大變化較大（增大），故（增大），故此段為非線性關(guān)系。此段為非線性關(guān)系。三、粘度和熔體結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、粘度和熔體結(jié)構(gòu)的關(guān)系聚合度低、結(jié)構(gòu)疏松，粘度低聚合度低、結(jié)構(gòu)疏松，粘度低1.組成組成 （1）R+斷網(wǎng)斷網(wǎng)聚合度聚合度n 熔體自由體積熔體自由體積 （2） R2+ 高溫解聚（斷網(wǎng)）高溫解聚（斷網(wǎng)） ， 低溫積聚，低溫積聚，n （3）高場(chǎng)強(qiáng)離子）高場(chǎng)強(qiáng)離子 積聚作用很強(qiáng)，積聚作用很強(qiáng)，n 2.溫度溫度高溫高溫

7、自由體積較多較大，利于小四面體移動(dòng)，自由體積較多較大，利于小四面體移動(dòng)， 較小。較小。低溫低溫 積聚作用使網(wǎng)絡(luò)連接程度變大，積聚作用使網(wǎng)絡(luò)連接程度變大， 四、粘度與玻璃組成的關(guān)系四、粘度與玻璃組成的關(guān)系 1.氧硅比氧硅比O/Si表現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接程度。表現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接程度。O/Si大時(shí)大時(shí) Onb多，多，n低，低， 較小。較小。O/Si 小時(shí)小時(shí) Onb少，少，n高，高， 較大。較大。其它陰離子其它陰離子/硅硅 對(duì)粘度影響顯著對(duì)粘度影響顯著例如：例如：OH使使 降低。降低。 氟化物取代氧化物氟化物取代氧化物 降低，因?yàn)榻档?，因?yàn)?2F 代一個(gè)代一個(gè)O2些鈉硅酸鹽在些鈉硅酸鹽在14001400的粘的粘

8、度度 組組 成成 O：SiSiO4連連 接接 程程 度度14001400時(shí)的粘度時(shí)的粘度/ /Pas SiO2 Na2O22 SiO2 Na2O SiO2 2 2Na2O SiO2 2.02.02.52.53.03.04.04.0 骨骨 架架 狀狀 層層 狀狀 鏈鏈 狀狀 島島 狀狀10928280.160.16 0.1 Na K （2）O/Si 低時(shí)低時(shí) 網(wǎng)絡(luò)較完整，網(wǎng)絡(luò)較完整， R+主要起斷網(wǎng)作用，主要起斷網(wǎng)作用， 鍵強(qiáng)大鍵強(qiáng)大 小小 ， Li Na 惰性氣體型惰性氣體型如如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。等均可降低粘度。2.化學(xué)鍵的強(qiáng)度化學(xué)鍵的強(qiáng)

9、度其他條件相同時(shí)化學(xué)鍵越強(qiáng)粘度越大。其他條件相同時(shí)化學(xué)鍵越強(qiáng)粘度越大。4. 結(jié)構(gòu)對(duì)稱性結(jié)構(gòu)對(duì)稱性結(jié)構(gòu)對(duì)稱則結(jié)構(gòu)缺陷較少，粘度較大。結(jié)構(gòu)對(duì)稱則結(jié)構(gòu)缺陷較少，粘度較大。例如：（例如：（1） 石英石英 硼玻璃硼玻璃 （2） 石英石英 磷玻璃磷玻璃 5 . 配位數(shù)配位數(shù) 氧化硼表現(xiàn)明顯。氧化硼表現(xiàn)明顯。硼反常硼反常 BO4 BO3 電荷相同時(shí)電荷相同時(shí)N越大越大 越大。越大。如如 In2O3(N=6) Al2O3 (N=4) ZrO2 (N=8) TiO2 (N=6) GeO2 (N=4)0 8 16 24 32 B2O3(%)15141312111016Na2O xB2O3 (84-x)SiO2系統(tǒng)

10、系統(tǒng)小結(jié)小結(jié) （1）SiO2、Al2O3、ZrO2等增加粘度。等增加粘度。 （2）堿金屬氧化物降粘度。）堿金屬氧化物降粘度。 （3）PbO、CdO、Bi2O3 、SnO等降低粘度。等降低粘度。（4）堿土金屬氧化物）堿土金屬氧化物 降高溫粘度，升低溫粘度。（使料性變短）降高溫粘度，升低溫粘度。（使料性變短） 增加粘度的順序增加粘度的順序Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+五、粘度與熱歷史的關(guān)系五、粘度與熱歷史的關(guān)系快冷得到的玻璃粘度較小?？炖涞玫降牟Ａд扯容^小。六、粘度特征點(diǎn)六、粘度特征點(diǎn) （Pa S） 對(duì)應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)溫度10 熔化溫度（玻璃可以一般速度熔化）熔化溫度（玻璃可以一般速度熔化）10210

11、3 自動(dòng)供料溫度自動(dòng)供料溫度103106.6 操作范圍操作范圍31061.5107 軟化溫度（成型下限）軟化溫度（成型下限）1081010 膨脹軟化點(diǎn)膨脹軟化點(diǎn)Tf1012 退火上限退火上限1012.4 轉(zhuǎn)變點(diǎn)轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg 進(jìn)入粘滯狀態(tài)，開始出現(xiàn)塑性變形進(jìn)入粘滯狀態(tài)，開始出現(xiàn)塑性變形 1013.5 應(yīng)變點(diǎn)（退火下限）應(yīng)變點(diǎn)（退火下限）硅酸鹽玻璃的粘度-溫度曲線 圖4-5硅酸鹽玻璃的粘度-溫度曲線溫度 / lg七、粘度的測(cè)量與計(jì)算七、粘度的測(cè)量與計(jì)算根據(jù)不同的粘度采用不同的方法分段測(cè)定根據(jù)不同的粘度采用不同的方法分段測(cè)定 1.旋轉(zhuǎn)法旋轉(zhuǎn)法 ：測(cè)定玻璃熔化、澄清、成形等溫度范圍內(nèi)的粘度。測(cè)定范圍為1

12、107Pas 式中：K是儀器常數(shù)，是由坩堝、旋轉(zhuǎn)體的形狀及其設(shè)定位置等所確定的常數(shù)； M為扭力矩； 為角速度。特點(diǎn)： 此法設(shè)備復(fù)雜，但測(cè)定范圍寬，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，縮短測(cè)定時(shí)間，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度和精確度高。 MK粘度的測(cè)量粘度的測(cè)量2、落球法 （1）測(cè)量范圍：本方法能測(cè)定玻璃熔化、澄清和成形開始等溫度范圍的粘度，測(cè)量范圍為1103Pas。 （2）此法的原理是根據(jù)斯托克斯定律，液體的粘度可按下式計(jì)算： 式中：粘度（Pas）； g重力加速度(m/s2)； r球半徑（m）； 球的密度（g/m3）； 玻璃液密度（g/m3）； V球運(yùn)動(dòng)速度（m/s） 特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，準(zhǔn)確度較高；操作不方便

13、，粘度值測(cè)定范圍較窄 Vgr)(922粘度的測(cè)量粘度的測(cè)量（3）壓入法 本法測(cè)定玻璃粘度范圍為 Pas。 此法是在平板試樣上，用加有一定負(fù)荷的針狀、球狀或棒狀的壓頭壓入，從壓頭壓入的速度求粘度的方法。粘度可由下式算出。 式中：P負(fù)荷； 壓頭壓入深度； 為從=0到所需的時(shí)間； 球的半徑。 2312329lRPtltR1271010 粘度的測(cè)量粘度的測(cè)量（4）拉絲法 本法測(cè)定的玻璃粘度范圍為107 1014Pas，為低溫粘度。 式中：粘度（Pas）； g重力加速度(m/s2)； 玻璃絲長(zhǎng)度（m）； 所加荷重（Kg）； r玻璃絲半徑（m）； 玻璃絲伸長(zhǎng)速率（m/s）。 tlrp23lglptl7.2

14、粘度的計(jì)算粘度的計(jì)算 （1）奧霍琴法）奧霍琴法 適用于含有適用于含有MgO、Al2O3的鈉鈣硅玻璃系統(tǒng)玻璃，當(dāng)?shù)拟c鈣硅玻璃系統(tǒng)玻璃，當(dāng)Na2O在在1216%、CaO+ MgO在在512%、Al2O3在在05%、SiO2在在6480%范圍內(nèi)時(shí)，可應(yīng)用下列公范圍內(nèi)時(shí)，可應(yīng)用下列公式計(jì)算：式計(jì)算： 式中：式中： 該粘度值對(duì)應(yīng)的溫度該粘度值對(duì)應(yīng)的溫度 x、y、z 分別是分別是Na2O、CaO + MgO 3%、Al2O3的的重量百分?jǐn)?shù)重量百分?jǐn)?shù) A 、B、C、D分別為分別為Na2O、CaO + MgO 3%、Al2O3、SiO2的特性常數(shù)，隨粘度值而變化的特性常數(shù)，隨粘度值而變化 玻璃成分中玻璃成分中

15、MgO含量不等于含量不等于3%，必須加以校正。，必須加以校正。 DCzByAxTT根據(jù)玻璃粘度值計(jì)算相應(yīng)溫度的常數(shù)表根據(jù)玻璃粘度值計(jì)算相應(yīng)溫度的常數(shù)表 粘度/Pas系 數(shù) 數(shù) 值1% MgO代1% CaO引起相應(yīng)的溫度提高/ABCD102103104105.51061071081091010101110121013-22.87-17.49-15.37-12.19-10.36-8.71-9.19-8.75-8.47-7.46-7.32-6.29-16.10-9.95-6.25-2.19-1.180.471.571.922.273.213.495.246.505.905.004.584.354.2

16、45.345.205.295.525.375.241700.401381.401194.22980.72910.86815.89762.50720.80683.80632.90603.40651.509.06.05.03.52.61.41.01.01.52.02.53.0（2）富爾切爾（Fulcher）法 適用適用 :實(shí)用工業(yè)玻璃實(shí)用工業(yè)玻璃,其成分以相對(duì)于其成分以相對(duì)于SiO2為為1.00mol含量來表含量來表示，即以氧化物的摩爾數(shù)示，即以氧化物的摩爾數(shù)/ SiO2摩爾數(shù)表示。摩爾數(shù)表示。SiO21.00mol；Na2O 0.150.20 mol；CaO0.120.20 mol；MgO0.0

17、00.051mol；Al2O30.00150.073mol 粘度粘度溫度關(guān)系式：溫度關(guān)系式： 式中、和可從下式求出：式中、和可從下式求出： A= 1.4788 Na2O +0.8350 K2O+1.6030 CaO+5.4936 MgO1.5183 Al2O3+1.4550 B = 6039.7 Na2O 1439.6 K2O3919.3 CaO+6285.3 MgO+2253.4Al2O3+5736.4 = 25.07 Na2O 321.0 K2O+541.3 CaO381.0MgO+291.4Al2O3+198.1 （ 注意：式中注意：式中值為泊，該體系適應(yīng)的粘度范圍為值為泊，該體系適應(yīng)的

18、粘度范圍為10到到1012Pas。實(shí)驗(yàn)與計(jì)算的一般偏差為。實(shí)驗(yàn)與計(jì)算的一般偏差為3。）。）ABTTlg00T（3）博潔涅爾（oTephep）法 適用于瓶罐和器皿玻璃組成的調(diào)整。此法不能直接應(yīng)用于計(jì)算一定溫度下的粘度值。應(yīng)用此法，必須先知道接近待算玻璃組成在一定溫度的粘度值，然后再利用下表所列的數(shù)據(jù)即可確定出待算玻璃在該粘度下的溫度值 當(dāng)以當(dāng)以1%某氧化物置換某氧化物置換1% SiO2時(shí)保持恒值所必須時(shí)保持恒值所必須的溫度變化（粘度單位：的溫度變化（粘度單位：10-1Pa s）用于置換SiO2的氧化物置換范圍/ %為保持下列粘度時(shí)所提高（+）或降低（）的溫度 / 1031041051061071

19、0810101012Al2O3Fe2O3MgOCaOCaOPbONa2O0505050661030351317+10.69.06.023.016.010.514.0+9.07.03.514.011.59.011.0+7.65.02.09.08.08.09.0+7.03.50.55.05.07.07.5+6.02.50.02.02.66.06.5+5.01.5+1.0+0.50.45.05.5+4.00.5+2.0+4.5+3.04.04.5+3.00.0+3.0+7.0+6.03.03.51.2 玻璃的表面張力和表面性質(zhì)玻璃的表面張力和表面性質(zhì)surface tension & sur

20、face property一、物理意義一、物理意義1. 定義：作用在定義：作用在單位長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度液體表面使之收縮的液體表面使之收縮的力力。 或或 玻璃與另一相接觸的相界面上，在恒溫、恒容下玻璃與另一相接觸的相界面上，在恒溫、恒容下增加一個(gè)增加一個(gè)單位表面單位表面所作的所作的功功。單位：?jiǎn)挝唬篘/m 或或 J/m22. 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因表面質(zhì)點(diǎn)受力不均衡。體現(xiàn)了質(zhì)點(diǎn)間吸引力或鍵力的強(qiáng)弱。表面質(zhì)點(diǎn)受力不均衡。體現(xiàn)了質(zhì)點(diǎn)間吸引力或鍵力的強(qiáng)弱。1000 C以上以上 玻璃熔體玻璃熔體 =22038010-3 N/m20 C 水水 =7810-3 N/m二、玻璃組成對(duì)表面張力的影響二、玻璃組成對(duì)表面張力的

21、影響 O/Si值變小，表面張力降低 作用力矩(e/r) e是陰離子團(tuán)所帶的電荷， r是陰離子團(tuán)的半徑 一般說O/Si越小，熔體中復(fù)合陰離子團(tuán)越大，相互作用力越小，因此，這些復(fù)合陰離子團(tuán)就部分地被排擠到熔體表面層，1.R2O場(chǎng)強(qiáng)小對(duì)表面張力的貢獻(xiàn)小。場(chǎng)強(qiáng)小對(duì)表面張力的貢獻(xiàn)小。 由圖可知，由圖可知，Na2O對(duì)對(duì) 無明顯影響，無明顯影響，Li2O使使 增大，增大，K2O使使 減小。減小。2.RO因場(chǎng)強(qiáng)較大，故因場(chǎng)強(qiáng)較大，故CaO、MgO、ZnO等使等使 增大。增大。PbO有吸附作用，可降低有吸附作用，可降低 。R2O mol%N/m 103320280240200Li2ONa2OK2O(R2O-Si

22、O2 1300 C)即即 Li Na K3.R2O3 Al2O3使使 增大，增大， B2O3使使 減小。減小。 B2O3降降 ,可能因?yàn)楸砻娑酁榭赡芤驗(yàn)楸砻娑酁锽O3而內(nèi)部為而內(nèi)部為BO4能顯著降低能顯著降低 的稱為的稱為表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)，如，如K2O、PbO、B2O34.陰離子陰離子（1）-OH 不影響不影響 （2）F- 降低降低 800 C時(shí)引入時(shí)引入1wt%，可使，可使 降降7 10-3N/m。（3）SO42- 降低降低 （1）非表面活性組分）非表面活性組分 符合加和法則符合加和法則（2）中間性質(zhì)組分）中間性質(zhì)組分（3）難熔表面活性強(qiáng)組分）難熔表面活性強(qiáng)組分5、組成氧化物分類、組

23、成氧化物分類不符合加和法則不符合加和法則iiiii第類組成氧化物對(duì)表面張力符合加和性法則，可用下式計(jì)算： 玻璃的表面張力 各種氧化物的平均表面張力因數(shù)（常數(shù)） 每一種氧化物的摩爾百分含量類類 別別組組 分分/（1300時(shí)）時(shí)）備備 注注非表面活性非表面活性組分組分SiO2TiO2ZrO2Al2O3MgOCaOMnOFeOLi2ONa2OCaF2290250350380520510390490450290420La2O3、Pr2O5、Nd2O3、GeO2也屬也屬于此類于此類中間性質(zhì)的中間性質(zhì)的組分組分K2O、Rb2O、Cs2O、PbO、B2O3、Sb2O3、P2O5、可變的、數(shù)值小可變的、數(shù)值小

24、可能為負(fù)值，數(shù)量可能為負(fù)值，數(shù)量多時(shí)，顯著降低多時(shí)，顯著降低Na3AlF6、Na2SiF6也能顯著降低表面也能顯著降低表面張力張力難熔而表面難熔而表面活性強(qiáng)的組活性強(qiáng)的組分分As2O3、V2O5、WO3、MoO3、CrO3(Cr2O3)、SO3可變的，并且是負(fù)可變的，并且是負(fù)值值這種組分能使玻璃這種組分能使玻璃的的降低降低2030%或更多或更多三、溫度對(duì)三、溫度對(duì) 的影響的影響 = 0（1 bT）在溫變過程中不發(fā)生締合或解在溫變過程中不發(fā)生締合或解聚的液體在一定范圍內(nèi)為直線聚的液體在一定范圍內(nèi)為直線關(guān)系。關(guān)系。一般一般d /dT0 圖4-9三種玻璃的表面張力與溫度的關(guān)系溫度/表面張力/（dyn

25、/cm）五、大氣對(duì)五、大氣對(duì) 的影響的影響水蒸氣分壓增大，水蒸氣分壓增大， 減小減小(PH2O)1/21 2 4 6 N/m0.300.280.260.240.22550 C鈉鈣硅玻璃鈉鈣硅玻璃六、六、 的工藝意義的工藝意義1.澄清澄清 V r2 大，氣泡長(zhǎng)大難，澄清難。大，氣泡長(zhǎng)大難，澄清難。2.均化均化 大時(shí)，力求成球，均化難。大時(shí)，力求成球，均化難。3.成型成型 拉邊器拉邊器 自拋光自拋光4.熱加工熱加工 燒口燒口 火拋光火拋光四、氣氛對(duì)四、氣氛對(duì) 的影響的影響 還原還原比比 氧化氧化大大20%左右。左右。定義：玻璃抵抗水、酸、堿等化學(xué)試劑的能力。定義：玻璃抵抗水、酸、堿等化學(xué)試劑的能力

26、。一、水對(duì)玻璃的侵蝕一、水對(duì)玻璃的侵蝕1.侵蝕過程侵蝕過程離子交換反應(yīng)離子交換反應(yīng) SiONa+H+OH - SiOH + NaOH硅羥團(tuán)水化硅羥團(tuán)水化SiOH + 1.5H2O Si(OH)4中和反應(yīng)中和反應(yīng)Si(OH)4 + NaOH Si(OH)3O-Na+1.3玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性chemical durability 總反應(yīng)速度由總反應(yīng)速度由控制?？刂啤?Si(OH)4吸附水而成吸附水而成Si(OH)4 nH2O（硅酸凝（硅酸凝膠）。保護(hù)膜，使侵蝕最后停止。膠）。保護(hù)膜，使侵蝕最后停止。* 水分子可直接進(jìn)入玻璃水分子可直接進(jìn)入玻璃* 水分子直接破壞網(wǎng)絡(luò)水分子直接破壞網(wǎng)絡(luò)

27、Si-O-Si +H2O 2( Si-OH)2.影響因素影響因素R+使化穩(wěn)變差使化穩(wěn)變差 ，半徑越大作用越強(qiáng)。，半徑越大作用越強(qiáng)。R2+可提高化穩(wěn)性，因有壓制效應(yīng)?？商岣呋€(wěn)性，因有壓制效應(yīng)。高價(jià)氧化物可提高耐水性。高價(jià)氧化物可提高耐水性。 ZrO2Al2O3SnO2MgOCaOBaOR2O三、酸對(duì)玻璃的侵蝕三、酸對(duì)玻璃的侵蝕酸（除酸（除HF酸）是通過水來侵蝕玻璃的。酸）是通過水來侵蝕玻璃的。稀酸的侵蝕性稀酸的侵蝕性濃酸濃酸酸中和酸中和的產(chǎn)物的產(chǎn)物ROH 使反應(yīng)使反應(yīng)向右進(jìn)行向右進(jìn)行 降低溶液降低溶液PH值，使值，使 Si(OH)4濃度增大，減少濃度增大，減少 失失重重HF酸酸: SiONa+

28、H+OH - SiOH + NaOHOHSiFHFSiO242四、堿對(duì)玻璃的侵蝕四、堿對(duì)玻璃的侵蝕1.侵蝕過程侵蝕過程陽離子吸附陽離子吸附 （陽離子）吸附（陽離子）吸附OH-生成硅酸離子或硅酸鹽。生成硅酸離子或硅酸鹽。 SiOSi+ OH SiO + HOSi Si(OH)4+NaOH Si(OH)3ONa+H2O 2.影響因素影響因素（1）堿中陽離子吸附能力。能力大侵蝕強(qiáng)。）堿中陽離子吸附能力。能力大侵蝕強(qiáng)。（2）堿性強(qiáng)弱。）堿性強(qiáng)弱。 堿性強(qiáng)，堿性強(qiáng)，OH- 濃度大濃度大（3）硅酸鹽溶解度）硅酸鹽溶解度 易溶的侵蝕強(qiáng)。易溶的侵蝕強(qiáng)。（4）R-O鍵力大，耐堿性好。鍵力大，耐堿性好。五、大氣對(duì)玻璃的侵蝕五、大氣對(duì)玻璃的侵蝕實(shí)際是水氣、實(shí)際是水氣、CO2、SO2等作用的總和。等作用的總和。水氣比水的侵蝕性強(qiáng)。水氣比水的侵蝕性強(qiáng)。六、玻璃的脫片現(xiàn)象六、玻璃的脫片現(xiàn)象原因：原因：表面表面 可溶性成分溶出后，不溶的高硅可溶性成分溶出后，不溶的高硅 氧成膜脫落。氧成膜脫落。溶液中（或溶出的）多價(jià)離子在表面形成含溶液中（或溶出的）多價(jià)離子在表面形成含水硅酸鹽薄膜后脫落。水硅酸鹽薄