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玻璃的机器机能和外貌性质

作者:刘楠 2018年03月06日 国内新闻

 1.玻璃外表张力的物理与工艺意义
    玻璃外表张力指玻璃与另一相接触的相分界面上(普通指空气),在恒温、恒容下添加一个单位外表时所做的功,单位为N/m和J/m2。硅酸盐玻璃的外表张力为(200&mdash380)*10-3N/m。玻璃的外表张力在玻璃的廓清、均化、成型、玻璃液与耐火资料互相作用等进程中起着重要的作用。
    2.玻璃外表张力与组成及温度的关系
    各种氧化物对玻璃的外表张力有不同的影响,如Al2O3、La2O3、CaO、MgO、能进步外表张力。K2O、PbO、B2O3、Sb2O3等如参加量较大,则能大大降低外表张力。同时,Cr2O3、V2O3、Mo2O3、WO3用量不多时也能降低外表张力。
    组成氧化物对玻璃熔体与空气界面上外表张力的影响可分为三类。第"类组成氧化物对外表张力的影响关系,契合加和性规律.
    第Ⅱ类和第Ⅲ类组成氧化物对熔体的外表张力的关系是组成的复合函数,不契合加和性规律。由于这些组成的吸附作用,外表层的组成与蒋体内的组成是不同的。
    氰化物如Na2SiF6、Na3AlF6,硫酸盐如芒硝,氯化物如NaCl等都能明显地降低玻璃的外表张力,因而,这些化合物的参加,均有利于玻璃的廓清和均化。
    外表张力随着温度的降低而降低,二者简直成直线关系,实践上可以为,当温度进步100℃时外表张力增加1%,但是在外表活性组分及一些游离的氧化物存在的状况下,外表张力能随温度降低而略微添加。

3.玻璃的力学功能
    3.1玻璃的实际强度和实践强度
    普通用抗压强度、抗折强度、抗张强度和抗冲击强度等目标表示玻璃的机械强度。玻璃以其抗压强度高、硬度高而失掉普遍使用,也因其抗张强度与抗折强度不高,脆性大而使其使用遭到一定的限制。
    玻璃的实际强度依照Orowan假定计算为11.76GPa,外表无严重缺陷的玻璃纤维,其均匀强度可达686MPa。玻璃的抗张强度普通在 34.3&mdash83.3MPa之间,而抗压强度普通在4.9&mdash&mdash1.96GPa之间。但实践玻璃的抗折强度只要6.86MPa,比实际强度小2&mdash3个数量级。这是由于实践玻璃中存在有微裂纹(尤其是外表微裂纹)和不平均区(分相等)所致。
    目前常采用的进步玻璃机械强度的办法次要有退火、钢化、外表处置与涂层、微晶化、与其它资料制成复合资料等。这些办法能使玻璃的强度添加几倍甚至十几倍。
    3.1.1玻璃强度与化学组成的关系。
    不异化学组成的玻璃构造间的键强也不同,从而影响玻璃的机械强度。石英玻璃的强度最高。各种氧化物对玻璃抗张强度的进步作用顺序是:CSO>B2O3>BaO>Al2O3>PbO>K2O>Na2O>(MgO、FC2O3)
    各组成氧化物对玻璃抗压强度进步作用的顺序是:Al2O3>(MgO、SiO2、ZnO)> B2O3>Fe2O3>( B2O3、Cao、PbO)
    3.1.2玻璃中的缺陷。
    微观缺陷如固态夹杂物、气态夹杂物、化学不平均等,由于其化学组成与主体移动互联网在带来全新社交体验的同时,也或多或少使人们产生了依赖。移动互联网使网络、智能终端、数字技术等新技术得到整合,建立了新的产业生态链,催生全新文化产业形态。玻璃不分歧而形成内应力。同时,一些微观缺陷(如点缺陷、部分析晶、晶界等)经常在微观缺陷的中央集中,而招致玻璃发生微裂纹,严重影响玻璃的强度。
    3.1.3温度。
    在不同的温度下玻璃的强度不同,依据对-20℃&mdash500℃范围内的测量后果可知,强度最低值位于200℃左右。

普通以为,随着温度的降低,热崎岖景象添加,使缺陷处积聚了更多的应变能,添加了决裂的几率。当温度高于200℃时,由于玻璃粘滞性活动添加,使微裂纹的裂口钝化,紧张了应力作用,从而使玻璃强度增大。
    3.1.4玻璃中的应力。
    玻璃中的剩余应力,特别是散布不平均的剩余应力,使强度大为降低。但是,玻璃停止钢化后,外表存呼吁行业者在政府部门出台相关政策标准的之前,从业者一定要规范自己的行为准则健康有序的快速发展。在压应力,外部存在张应力,而且是有规则的平均散布,所以玻璃强度得以进步。
    3.2玻璃的硬度
    硬度是表示物体抵抗其他物体侵人的才能。硬度的表示办法甚多,有莫氏硬度、显微硬度、研磨硬度和刻划硬度,玻璃的莫氏硬度为5&mdash7。玻璃的硬度决议于组成原子的半径、电荷大小和堆积密度,网络生成体离子使玻璃具有硬度,而网络外体离子则使玻璃硬度降低。各种组成对玻璃硬度进步的作用大致为:SiO2〉SiO2(MgO、ZnO、 BaO)〉Al2O3> Fe2O3> K2O>Na2O> PbO,玻璃的硬度随着温度的降低而降低。
    3.3玻璃的脆性
    玻璃的脆性是指当负荷超越玻璃的极限强度时立刻决裂的特性。玻璃的脆性通常用它被毁坏时所遭到的冲击强度来表示。冲击强度的测定值与试样厚度及样品的热历史有关,淬火玻璃的冲击强度较退火玻璃大5&mdash7倍。
    3.4玻璃的弹性
    在近代技术中玻璃愈来愈普遍地被用作构造资料,因而对玻璃的弹性停止研讨也日益增长。地面高速飞行需求具有一定刚度的高弹性模量资料,高功率激光经过玻璃介质时所发生的构造紧缩和松弛会招致密度和折射率的变化等。弹性已成为玻璃的一项重要物感性质。
    4.玻璃的密度与密度计算
    4.1玻璃的密度
    玻璃的密度表示玻璃单位体积的质量,次要决议于玻璃的化学组成、温度和热历史,也与玻璃的原子堆积严密水平、配位数有关,是表征      玻璃的密度与化学组成关系亲密玻璃组成不同密度相差很大。各种玻璃制品中,石英玻璃的密度最小,为2000kg/m3,普通钠钙硅玻璃为2500&mdash2600kg/m3。而含有PbO、Bi2O3、Ta2O5、WO3的玻璃密度可达6000kg/m3。甚至某些防辐射玻璃的密度可高达8000kg/m3。
    玻璃的密度随温度降低而下降。普通工业玻璃,当温度由20℃降低1300℃时,密度下降约为6%&mdash12%,在弹性形变范围内,密度的下降与玻璃的热收缩系数有关。

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玻璃的热历史是指玻璃从低温冷却,经过Tf&mdashTn区域时的阅历,包括在该区域停留工夫和冷却速度等详细状况在内。热历史影响到固体玻璃构造以及与构造有关的许多性质。其对玻璃密度影响为:
    4.1.1玻璃从低温形态冷却时,淬冷玻璃的密度比退火玻璃的小。
    4.1.2在一定退火温度下保温一定工夫后,玻璃密度趋向均衡。
    4.1.3冷却速度越快,偏离均衡密度越多,其Tg值也越高。所以,在消费上退火质量的好坏可在密度上分明地反映出来。
    在玻璃消费中常呈现事故,如配方计算错误、配合料称量过失、原料化学组成动摇等,这些均可惹起玻璃密度的变化。因而,玻璃工厂常将测定密度作为控制玻璃消费的手腕。