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1、玻璃工藝學(xué)課后答案第1章:1、 名詞解釋 硼反常: 由于Na2O的加入，氧化鈉所提供的氧使【BO3】三角體變成【BO4】 四面體，導(dǎo)致B2O3玻璃結(jié)構(gòu)由兩度空間轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的架狀結(jié)構(gòu)。 混合堿效應(yīng)：在二元堿硅玻璃中，當(dāng)玻璃中堿金屬氧化物的含量不變時，用一種堿金屬氧化物取代另一種氧化物時，玻璃的性質(zhì)不是呈直線變化，而是出現(xiàn)明顯的極值。這一效應(yīng)叫做混和堿效應(yīng)。 壓制效應(yīng)：在含堿硅酸鹽中隨RO的升高，使R在擴散中系數(shù)下降，這種現(xiàn)象叫做壓制效應(yīng)。 鋁反常：氧化鋁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)依氧化鋁和堿金屬相對含量的不同而變化的這種現(xiàn)象稱為鋁反常現(xiàn)象。 金屬橋：認(rèn)為在鉛四方椎體中，在靠近4個氧離子的一面，因惰性電子被推開，

2、相當(dāng)于失去兩個電子，可以把一面近似看作是零價的鉛離子，這樣，四方錐體中鉛離子。這樣，四方錐體中的鉛離子可以“1/2Pb4-1/2Pb0”稱為“金屬橋”。2、簡答（1）、玻璃的熱歷史對玻璃的結(jié)構(gòu)和性能的影響？答：玻璃的熱歷史是指玻璃從高溫?zé)釕B(tài)冷卻，通過轉(zhuǎn)變區(qū)域和退火區(qū)域的經(jīng)歷。對于玻璃的成分來說，熱歷史必然有其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，而一定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)必然反應(yīng)在外部的性質(zhì)上。急冷淬火玻璃較慢冷淬火玻璃具有較大的體積和較小的黏度。在加熱過程中淬火玻璃加熱到300400 時，在熱膨脹曲線上出現(xiàn)體積收縮，伴隨著體積還有著放熱效應(yīng)。（2）、硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)中氧化物的分類及作用？答：當(dāng)加入堿金屬氧化物時，石英玻璃中原

3、有的“大分子”發(fā)生解聚作用，這是由于堿金屬提供氧使硅氧值發(fā)生變化所致。當(dāng)加入堿土金屬時，鈉鈣硅玻璃的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的加強和一系列的物理性質(zhì)的變好。（3）、含鉛玻璃的結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用？答：鉛是元素，核外電子層多，離子半徑大，電子云易變形，這些都決定了鉛玻璃電阻大，介電損耗小，折射率和色散高以及吸收高能輻射等性能。第3章：1、在硼硅酸鹽玻璃中，分相結(jié)構(gòu)對性能的影響？答：在硼硅酸鹽玻璃的生產(chǎn)中，必須注意分相對化學(xué)穩(wěn)定性的影響。就化學(xué)穩(wěn)定性性來說，如果富堿硼相以滴狀分散嵌入富硅氧基相中時，由于化學(xué)穩(wěn)定性來說，如果富堿硼相以滴狀分掩護(hù)堿硼相免受介質(zhì)的侵蝕，這樣的分相將提高玻璃的化

4、學(xué)穩(wěn)定性，反之，如果在分相過程中，高鈉硼相和高硅氧形成相互連接的結(jié)構(gòu)時，由于化學(xué)穩(wěn)定性不良的硼堿相直接暴露在侵蝕介質(zhì)中，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性將發(fā)生急劇惡化。2、微晶玻璃的制備原理及其工藝過程。答：有控制的析晶和誘導(dǎo)析晶是制備微晶玻璃的基礎(chǔ)。成核和晶體長大是實現(xiàn)控制析晶的關(guān)鍵，對成核相晶體長大的控制，可使玻璃形成具有一定數(shù)量和大小的晶相。微晶玻璃一般是在玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以上，主晶相的熔點以下成核和晶體長大。成核過程必須嚴(yán)格控制升溫速度和成核溫度。防止制品變形和不必要的多晶轉(zhuǎn)變。第4章：1、何謂玻璃的料性？對形成和退火過程有何影響？答：玻璃隨著溫度變化其年黏度變化的速度稱為玻璃的料性。黏度隨溫度變化快的

5、玻璃稱為短性玻璃，反之稱為長性玻璃。這一性質(zhì)對成型作業(yè)有直接的關(guān)系，如用壓延法輥壓出花紋之后，隨溫度的降低，黏度能迅速地增長，形成可以快速固定 下來，從而保證壓出的花紋清晰，退火是通過粘滯流和彈性來消除玻璃中的應(yīng)力。故這一性質(zhì)對退火效率也有很大影響。第5章：1、為什么玻璃的實質(zhì)強度較理論強度低？答：玻璃的實際強度低的原因，是由于玻璃的脆性、玻璃中存在微裂紋（尤其是表面的微裂紋）和內(nèi)部不均與區(qū)及缺陷的存在造成應(yīng)力集中所引起的（由于玻璃受到應(yīng)力作用時不會產(chǎn)生流動，表面的微裂紋急劇擴張，并且應(yīng)力集中，以致破裂。2增強玻璃強度的方法有哪些？答：在玻璃組成中加入少量的氧化鋁和氧化硼（小于15%），會使結(jié)

6、構(gòu)網(wǎng)絡(luò)緊密，玻璃強度提高。為了克服表面微裂紋的影響，提高玻璃的強度，可采用兩個途徑：其一是減少和消除玻璃的表面缺陷；其二是是使玻璃表面形成壓應(yīng)力，以克服表面微裂紋的作用。為此可采用表面火焰拋光、氫氟酸腐蝕，以消除或鈍化微裂紋，還可以采用淬冷（物理鋼化）或表面離子交換（化學(xué)鋼化），以獲得壓應(yīng)力層。在二氧化硫氣氛中退火玻璃，可在玻璃表面形成一層白霜（硫酸鈉）這層白霜極易被沖洗掉，結(jié)果是表面的堿金屬氧化物減少，不僅增加了化學(xué)穩(wěn)定性，也提高了玻璃的強度。玻璃經(jīng)過鋼化后，事其表面產(chǎn)生均勻的壓應(yīng)力，內(nèi)部形成均勻的張應(yīng)力，則大大的提高制品的機械強度。第6章：1、影響玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性的因素有哪些？答：玻璃的化

7、學(xué)穩(wěn)定性主要取決于玻璃的化學(xué)組成、熱處理、表面處理及溫度和壓力等。2、對于硅酸鹽玻璃如何提高其化學(xué)穩(wěn)定性？答：硼硅酸鹽玻璃在退火過程中會發(fā)生分相，分成富硅氧相和富鈉硼相。分相后形成孤島滴球狀結(jié)構(gòu)，鈉硼相為硅氧相包圍，使易溶的鈉硼相免受介質(zhì)的侵蝕，則玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性將提高。如果分相后鈉硼相和硅氧相形成連通結(jié)構(gòu)，則玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性將會大大降低，由于易溶的鈉硼相能不斷的被侵蝕介質(zhì)浸析出來所致。因此對三氧化硼含量較高是玻璃，其化學(xué)穩(wěn)定性與退火制度的關(guān)系必須予以重視（如退火溫度不能太高，退火時間也不能夠過長，要盡量避免重復(fù)退火等）。第7章：1、玻璃的高溫導(dǎo)電和低溫導(dǎo)電有何區(qū)別？答：玻璃的電導(dǎo)率電導(dǎo)率隨溫

8、度的升高而增大。在Tg溫度以下，由于玻璃的結(jié)構(gòu)式相對穩(wěn)定的，因此電導(dǎo)率與溫度呈直線關(guān)系。當(dāng)玻璃的溫度高于Tg時，玻璃結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點發(fā)生了重排，離子的電導(dǎo)活化能不在保持常數(shù)，關(guān)系曲線由直線轉(zhuǎn)化成曲線。第八章：4、紅外吸收紫外吸收如何產(chǎn)生？答：紅外線吸收是由于紅外光（電磁波）的頻率與玻璃中分子振子（或相當(dāng)于分子大小的原子團(tuán)）的本征頻率相近或相同引起是共振所致。紫外吸收屬于電子光譜范疇，相應(yīng)的吸收光譜頻率處于紫外波段。第九章：1、玻璃的著色分為幾類？答：玻璃的著色大致可分為離子著色、硫硒化物著色和金屬膠體著色三大類。3、影響離子價態(tài)和配位狀態(tài)的主要因素有哪些？答：影響離子價態(tài)有玻璃的基礎(chǔ)組成、不同變價

9、離子間的相互作用、熔制工藝及光照和熱處理等。6、寫出金屬膠體著色的工藝過程？答：金屬離子的溶解金屬離子的還原金屬原子和成核與長大8、簡述硫硒化鎘的著色機理？170答：硫硒化鎘單晶都是半導(dǎo)體，它們都屬于六方晶系，可形成連續(xù)混晶（固溶體）。硫硒化鎘的吸收特性與xCd（1-x）CdSe單晶極為類似，二者的吸收極限都隨CdS與CdSe的含量比的減小向長波方向移動，而與此相對應(yīng)的禁帶寬度E隨之降低。10、何謂物理脫色？何謂化學(xué)脫色？答：物理著色是通過顏色的互補來消除玻璃的顏色，使玻璃變?yōu)榘咨蚧疑；瘜W(xué)脫色是指用化學(xué)物質(zhì)一般在配合料中加入氧化劑，使著色較強的Fe2+轉(zhuǎn)化成著色較弱的Fe3+。第十章：3、

10、石英砂顆粒度與顆粒組成對玻璃產(chǎn)生有何影響？答：顆粒粒度適中，顆粒大石會使融化困難，并常常產(chǎn)生結(jié)石、條紋等缺陷。 細(xì)級別含量高，其面積能增大，表面吸附和凝聚效應(yīng)增大，發(fā)生成團(tuán)現(xiàn)象。4、碎玻璃的作用？答：采用碎玻璃不但可以利用廢物，而且在合理使用下還可以加速玻璃的熔制過程，降低玻璃熔制的熱量消耗，從而降低玻璃的生產(chǎn)成本和增加產(chǎn)量。十二章：3、簡述玻璃的澄清原理（物理、化學(xué)的）。答：化學(xué)澄清機理是化學(xué)澄清劑應(yīng)在較高溫度下形成高分解壓（蒸發(fā)壓）即在熔化的配合料排氣過程基本結(jié)束而熔體的黏度足夠低時，即可使氣泡足夠大是的速度上升。物理澄清的機理要根據(jù)所采用的方法不同而機理也不同：降低的方法，人們根據(jù)需要與

11、可能總要設(shè)法將溫度升高，既可以加大澄清氣體的分壓，使氣泡長大；又可以降低熔體飛黏度以使氣泡上升，使氣泡能快速的從玻璃中逸出，總之是達(dá)到氣泡快速離開玻璃的目的。利用玻璃液流的作用。是從溫度控制和窯爐的結(jié)構(gòu)上采取措施，使玻璃液流能將玻璃熔體（按一定的容積計算）盡可能長時間地在熔體表面受到盡可能高的溫度作用。采用機械法攪動熔體，如用濕木頭人工鼓泡或人吹入氣泡，可使熔體劇烈運動，目的主要是使熔體受熱均勻、化學(xué)均勻和排氣，對消除作用不大。通過聲波或超聲波將能量傳到分子范圍而使其產(chǎn)生強烈運動，從而加速熔體中氣體的擴散，促使氣泡核的形成，這有助于熔體中的氣體的排出。采用真空或加壓的方法是將熔體上的壓力降到極

12、小可使氣泡長大，加速氣泡上升，而按照亨利定律還有減少熔體中氣體含量的作用。在使過飽和熔體排出氣或避免熔體到達(dá)到過飽和的各種方法中，使玻璃熔體析晶后再熔化一次，此方法在析晶時可形成大量的氣泡核，而且由于溶解度條件的改變使氣體排出形成氣泡。5、影響玻璃熔制的因素有哪些？答：玻璃的組成、原料的性質(zhì)及其種類的選擇、配合料（粒度、水分、氣體率、均勻性、碎玻璃）、投料方式、加速劑、熔制制度（溫度、壓力、氣氛）、玻璃液流、爐窯和耐火材料、熔制工藝改進(jìn)等因素。十三章：1、玻璃體內(nèi)常見缺陷有哪些？答：內(nèi)在缺陷有：氣泡、結(jié)石、條紋和節(jié)瘤。外觀缺陷有：光學(xué)變形、劃傷、端面缺陷。2、氣泡形成的原因有哪些？如何防止一次

13、氣泡和二次氣泡的產(chǎn)生？答：一次氣泡產(chǎn)生的主要原因：（1） 配合料質(zhì)量、（2）熔窯原因、（3）工藝操作不合理、（4）窯內(nèi)氣氛控制不當(dāng)、（5）窯內(nèi)氣體的壓力二次氣泡產(chǎn)生的主要原因：（1） 物理原因、（2）化學(xué)原因采取措施：解決辦法主要是適當(dāng)升高澄清溫度和適當(dāng)調(diào)節(jié)澄清劑的用量，根據(jù)澄清過程消除氣泡的兩種方法（大氣泡逸出、或小氣泡被溶解吸收）來說，升高溫度可使大氣泡逸出。要使小氣泡溶解吸收，則應(yīng)降低溫度，以增加玻璃溶解氣泡的能力，此外，降低窯內(nèi)氣體的壓力。降低玻璃液和氣體界面上的表面張力可促使氣體逸出，在操作上，嚴(yán)格遵守正確的熔化制度是防止一次氣泡產(chǎn)生的重要措施。二次氣泡的形成與玻璃熔制密切相關(guān)，如果

14、熔制工藝制度控制不當(dāng)，二次氣泡將是不可避免的。6、結(jié)石有哪幾種類型？析晶結(jié)石產(chǎn)生的原因及解決辦法？答：（1） 配合料結(jié)石、（2） 耐火材料結(jié)石、（3） 析晶結(jié)石、（4） 硫酸鹽夾雜物、（5）“黑斑”與外來污染物析晶結(jié)石產(chǎn)生原因：是由于玻璃在一定溫度范圍內(nèi)自身的析晶而造成的。解決辦法：為了防止析晶產(chǎn)生，首先要設(shè)計合理的玻璃化學(xué)組成，使玻璃熔體盡可能的減少析晶傾向，并保證在冷卻和成型的條件下對析晶有足夠的穩(wěn)定性。玻璃液的析晶傾向可以有它們的晶核形成速率和晶體長大的曲線來表示。根據(jù)兩者曲線在相應(yīng)溫度范圍內(nèi)的相關(guān)關(guān)系即可找到析晶傾向的最大的溫度范圍，為了不讓玻璃在此溫度范圍內(nèi)析晶，常采用迅速冷卻的方法

15、，避免玻璃液在此溫度范圍內(nèi)停留過長時間，防止晶體產(chǎn)生。產(chǎn)生后解決的措施：升高玻璃液的溫度，消除或定期處理玻璃液滯集的部分，改善爐內(nèi)的均化，均有利于防止玻璃析晶結(jié)石的產(chǎn)生。十四章：3、試述成型制度與黏度-溫度曲線的關(guān)系。答：規(guī)定玻璃液的成形溫度范圍，即工作黏度范圍，是以玻璃液應(yīng)具有完整成形的流動性，在外力作用下易于成形，具有一定的硬化速度與不產(chǎn)生析晶下晶相缺陷來來考慮。如前所述，選擇在玻璃的黏度-溫度曲線的彎曲處。 “長性”玻璃的黏度溫度梯度較“短性”玻璃的小，硬化速度較慢，因此其成形的的工作黏度范圍大，形成過程連續(xù)時間長。在成形中如果成形機的結(jié)構(gòu)不可改變，而玻璃制品成形各階段的連續(xù)時間不能調(diào)節(jié)

16、，為了適應(yīng)成形操作的特點與機速的要求，就需要改變玻璃的長短性，即改變玻璃的組成使之適應(yīng)。4、玻璃的成型方法都有那些?答：主要有壓制法、吹制法、拉制法、壓延法、澆鑄法與燒結(jié)法等。十五章：1、玻璃在一般情況下可同時受到幾種應(yīng)力的作用，他們對玻璃性能產(chǎn)生的影響？答：應(yīng)力：1、熱應(yīng)力2、結(jié)構(gòu)應(yīng)力3、機械應(yīng)力 影響：降低制品的機械強度和熱穩(wěn)定性，也影響玻璃的光學(xué)均一性，若應(yīng)力超過制品的極限強度，便會自行破裂。3、分析暫時應(yīng)力和永久應(yīng)力產(chǎn)生的原因的異同。答：暫時應(yīng)力是由于溫度低于應(yīng)變點而處于彈性變形溫度范圍的玻璃，在加熱或冷卻過程中，即使加熱或冷卻的速度不大，玻璃的內(nèi)層和外層也會形成一定的溫度梯度，從而產(chǎn)

17、生一定的熱應(yīng)力，這種應(yīng)力就是暫時應(yīng)力。 玻璃內(nèi)永久應(yīng)力的產(chǎn)生是在應(yīng)變溫度范圍內(nèi)應(yīng)力松弛的結(jié)果。4、簡要敘述玻璃的退火工藝和共階段的特點。答：（1）加熱階段：玻璃制品進(jìn)入退火爐時，都必須把制品加熱到退火溫度，在加熱過程中玻璃表面產(chǎn)生壓力，內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生張應(yīng)力。此時加熱升溫速度可以相應(yīng)的快些。但考慮到玻璃制品厚度的均勻性、制品的大小、形狀、及退火窯中溫度分布的均勻性等因素，都會影響加熱升溫速度。（2）保溫階段：將制品在退火溫度下進(jìn)行保溫，使制品各部分溫度均與，并消除玻璃中固有的內(nèi)應(yīng)力，在此階段中要確定退火溫度和保溫時間。退火溫度可以根據(jù)玻璃的化學(xué)組成計算出最高退火溫度。生產(chǎn)中常用的退火溫度較最高退火溫

18、度低2030，作為退火溫度。（3）慢冷階段：經(jīng)保溫玻璃中原有的應(yīng)力消除后，為防止在冷卻過程中產(chǎn)生新的應(yīng)力，必須嚴(yán)格控制玻璃在退火溫度范圍內(nèi)的冷卻速度。在此階段要緩慢冷卻，防止在高溫階段產(chǎn)生過大的溫差，再形成永久應(yīng)力。7、物理鋼化和化學(xué)鋼化有何異同？答：物理鋼化：玻璃的物理鋼化是把玻璃加熱制低于軟化溫度后進(jìn)行均勻的快速冷卻而得。玻璃外部因迅速而固化，而內(nèi)部冷卻較慢，當(dāng)內(nèi)部繼續(xù)收縮時使玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，而內(nèi)部為張應(yīng)力?；瘜W(xué)鋼化：化學(xué)鋼化是通過玻璃表面的人組成來提高玻璃的強度，目前所有的方法是主要有表面脫堿、涂覆熱膨脹系數(shù)小的玻璃、堿金屬交換法。一般所稱的化學(xué)鋼化是指離子交換的增強處理改革，堿金屬離子交換法有低溫離子交換法和高溫離子交換法兩種方法。十七章：4、玻璃表面鍍膜的物理和化學(xué)方法主要有哪些？答：物理方法：真空蒸發(fā)法、陰極濺射法、電子束沉積法、離子鍍膜法。 化學(xué)方法：還原法、氣相沉積法、水解法、溶膠-凝膠法。 Cp/Wjd made6