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| 玻璃知識 |
| 1．物質的玻璃態 自然界中，物質存在著三種聚集狀態，即氣態，液態和固態。固態物質又有兩種不同的形式存在，即晶體和非晶體（無定形態）。 玻璃態屬于無定形態，其機械性質類似于固體，是具有一定透明度的脆性材料，破碎時往往有貝殼狀斷面。但從微觀結構看，玻璃態物質中的質點呈近程有序，遠程無序，因而又有些象液體。從狀態的角度理解，玻璃是一種介于固體和液體之間的聚集狀態。 對于“玻璃”的定義，二十世紀四十年代以來曾有過幾種不同的表述。1945年，美國材料試驗學會將玻璃定義為“熔化后，冷卻到固化狀態而沒有析晶的無機產物”。也有將玻璃定義擴展為“物質（包括有機物，無機物）經過熔融，在降溫冷卻過程中因粘度增加而形成的具有固體機械性質的無定形物體”。我國的技術詞典中把“玻璃態”定義為；從熔體冷卻，在室溫下還保持熔體結構的固體物質狀態。其實，在上世紀八十年代，有人提出上述定義‘是多余的限制'。因為，無機物可以形成玻璃，有機物也可以形成玻璃，顯然早期的表述并不合適。另外，經過熔融可以形成玻璃，不經過熔融也可以形成玻璃，例如，經過氣相沉積，濺射可得到非晶態材料，采用溶膠-凝膠法也可以得到非晶態材料，可見后期的表述也并不妥當?，F代科學技術的發展已使玻璃的含義有了很大的擴展。因此，有人把具有下述四個通性的物質不論其化學性質如何，均稱為玻璃。這四個通性是； （1）各相同性。玻璃的物理性質，如熱膨脹系數，導熱系數，導電性，折射率等在各個方向都是一致的。表明物質內部質點的隨機分布和宏觀的均勻狀態。 （2）介穩性。熔體冷卻成玻璃體時并沒有處于能量zui低的狀態，仍然有自發轉變為晶體的傾向，因而，從熱力學的觀點看，處于介穩狀態。但常溫下玻璃的粘度非常大，自發轉變為晶體的速度非常慢，所以，從動力學的觀點看，它又是非常穩定的。 （3）固態和熔融態間轉化的漸變性和可逆性。玻璃態物質由熔體轉變為固體是在一定溫度區間（轉化溫度范圍）進行的，性質變化過程是連續的和可逆的，它與結晶態物質不同，沒有固定的熔點。 （4）性質隨成分變化的連續性和漸變性。在玻璃形成范圍內，玻璃的性質隨成分發生連續的逐漸的變化。例如，在R2O-SiO2系統中，玻璃的彈性模量隨 Na2O或 K2O 含量的上升而下降，隨Li2O含量的上升而上升。 2．玻璃的分類 玻璃的分類方式很多，常見的有按組成分，按應用分及按性能分等2．玻璃的分類 2.1按組成分類 這是一種較嚴密的分類方法，其特點是從名稱上直接反映了玻璃的主要和大概的結構，性質范圍。按組成可將玻璃分為元素玻璃，氧化物玻璃和非氧化物玻璃三大類； 元素玻璃 指由單一元素構成的玻璃，如硫玻璃，硒玻璃等。 氧化物玻璃指借助氧橋形成聚合結構的玻璃，如硅酸鹽玻璃，硼酸鹽玻璃，磷酸鹽玻璃等。它包含了當前已了解的大部分玻璃品種，這類玻璃在實際應用和理論研究上zui為重要。 非氧化物玻璃當前這類玻璃主要有兩類。一類是鹵化物玻璃，玻璃結構中連接橋是鹵族元素。研究較多的是氟化物玻璃（如BeF2玻璃,NaF-BeF2玻璃）和氯化物玻璃（如ZnCl2玻璃,ThCl4-NaCl-KCl玻璃）;另一類是硫族化合物玻璃，玻璃結構中的連接橋是第六族元素中除氧以外的其它各元素。例如，硫化物玻璃，硒化物玻璃等。 對于氧化物玻璃中的硅酸鹽玻璃，可按化學組成再進一步細分； （1）鈉玻璃（又名鈉鈣玻璃或普通玻璃） 鈉鈣硅酸鹽玻璃是生產歷史zui悠久的玻璃系統，也是當今產量zui高，用途zui廣的一類玻璃。我們日常生活中所見到的玻璃制品。如建筑裝飾用的窗玻璃，板玻璃，玻璃纖維制品乃至食品藥物包裝用的瓶罐和日用器皿，絕大部分都是鈉鈣硅酸鹽玻璃。它的產量估計占玻璃總產量的90%以上。這類玻璃是人類在長期的生產活動中認識，創造，發展出來的。早在其基本理論開始發展之前，在制造技術上已取得了輝煌的成就。 生產鈉鈣硅酸鹽玻璃的主要原料是硅砂，石灰石，純堿。由于古代化學知識不足而且只有天然原料，單憑經驗選取原料和配料，難免帶入各種天然雜質，如Al2O3,Fe2O3,MgO,K2O等。歐洲工業革命以后，由于化學知識的積累，曾一度追求使用高純原料，進一步研究發現，一定量的雜質，特別是Al2O3,MgO,K2O,B2O3等不但對生產無害，反而能改善玻璃的許多生產工藝性質和實用性質。在鈉鈣硅酸鹽玻璃成分的變化上經歷了由復雜到簡單，又從簡單到復雜的發展過程。 |
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