玻璃工艺学复习练习题.doc

玻璃工艺学复习练习题一、解释以下概念1. 硼反常：碱金属氧化物加入到B2O3玻璃中，使玻璃的结构得到加强，物理化学性能得到改善这与碱金属氧化物加入到石英玻璃中的情形恰好相反这是一种硼反常 在钠硅玻璃中加入B2O3，玻璃的结构随B2O3增长而逐渐加强，玻璃的性质得到改善但B2O3的含量超过某数值时，将出现逆转：随着B2O3的增长，玻璃结构逐渐弱化，玻璃的性质逐渐劣化，在玻璃的性质变化曲线上出现极值这是另一种硼反常2. 逆性玻璃: 结构和性质的变化趋势（变化方向）与一般玻璃相反的玻璃3. 玻璃的转变温度区间：玻璃从流动性的熔体转变为具有刚性的固体，要通过一个过渡温度区这个过渡温度区称为玻璃的转变温度区4. 玻璃的热历史：玻璃在转变温度区和退火温度区的经历5. 双减效应: 在简朴的硅酸盐玻璃系统（R2O-SiO2）中，一种碱金属氧化物被另一种碱金属氧化物替代时，随着替换量的增长，在性质-成分曲线上，第一类性质会出现极大值或极小值这种现象称为混合碱效应（或中和效应）6. 临界冷却温度: 能生成玻璃的最小冷却速度7. 结晶容积分率：晶体体积与熔体体积之比8. 稳定分相：在液相线以上就存在的分相。

9. 亚稳分相：在液相线以下才开始发生的分相10. 不混溶区：玻璃发生分相的组成-温度范围11. 均匀成核：在宏观均匀的熔体或玻璃中，没有外来物参与，与相界、缺陷无关的成核过程又称本征成核、自发成核 12. 非均匀成核：依靠相界或基质的缺陷而发生的成核过程13. 晶核：具有一定大小可以稳定生长的结晶区域称为晶核14. 微晶玻璃：微晶玻璃是通过往玻璃中加入成核剂，再通过热解决、光照射或化学解决等手段使玻璃均匀析出大量微小晶体所形成的致密的微晶相与玻璃相共存的无机非金属材料15. 技术微晶玻璃:：原料为一般的玻璃原料16. 矿渣微晶玻璃:：原料是冶金炉渣、固体燃料灰渣和矿渣17. 粘度：单位面积流层在单位速度梯度下作相对移动所需克服的内摩擦力18. 粘度温度系数：玻璃的粘度温度系数 = 粘度变化/温度变化 =Δη/ΔT19. 长性玻璃：粘度温度系数小的玻璃称为长性玻璃20. 短性玻璃：粘度温度系数大的玻璃称为短性玻璃21. 表面张力：液体反抗表面胀大的一种收缩力表面张力在数值上等于恒温恒容条件下增长一个单位表面积所做的功。

22. 色散：折射率随入射光波长的不同而不同的现象称为色散23. 转变温度：粘度为1012.4帕秒的温度24. 软化温度：粘度为106.5-107.2帕秒的温度范围25. 平均色散：∆ = nF–nc26. 阿贝数：ν=(nD–1)/(nF–nc)正常色散：折射率随波长减小而增大，色散随随波长减小而加剧的现象称为正常色散27. 反常色散：光波波长接近玻璃的吸取带时，玻璃的折射率发生急剧变化，吸取带长波侧的折射率高于短波侧的折射率这种现象称为反常色散28. 原气愤泡（一次气泡）：由于澄清不良，残留在玻璃中的气泡，称为原气愤泡或一次气泡，实质上是由过量的气体形成的气相包裹物29. 再气愤泡（二次气泡）：澄清好的玻璃在冷却过程中，由于温度波动(如重新加热)，或窑内压力、气氛等条件的改变，破坏了当时已经建立起来的气-液平衡，这样，本来溶于玻璃液中的气体则有也许重新析出形成气泡，这种气泡称为再气愤泡或二次气泡30. 结石：玻璃中的结晶质夹杂物称为玻璃结石31. 条纹：条纹呈线条状或纤维状，形状和粗细都不规则，与它周边的玻璃有时没有明显的界线，故亦称之为玻璃态夹杂物32. 疖瘤：疖瘤大多是在高温时形成的液态球滴或球团。

由于这部分玻璃的粘度、表面张力比基体玻璃大，因而易收缩呈圆形或椭圆形疖瘤也可当作是条纹的前身，由于扩散不充足而导致二. 简答题1. 在Na2O-SiO2玻璃中加入二价金属氧化物，玻璃的化学稳定性将如何变化？ 既有断网作用，也有积聚作用在二元（RO-SiO2）玻璃中，重要起断网作用，使性能劣化对碱性氧化物有压制作用在碱硅玻璃中加入二价金属氧化物能使性能改善玻璃的密度、折射率等性质随二价金属离子半径大小而变化 2. 在Na2O-SiO2玻璃中加入B2O3，玻璃的结构将如何变化？在钠硅玻璃中加入B2O3，玻璃的结构随B2O3增长而逐渐加强，玻璃的性质得到改善但B2O3的含量超过某数值时，将出现逆转：随着B2O3的增长，玻璃结构逐渐弱化，玻璃的性质逐渐劣化，在玻璃的性质变化曲线上出现极值3. 判断玻璃生成能力的三个动力学指标是什么？1.在熔点Tm附近熔体的粘度大小 粘度大，容易生成玻璃2. Tg/Tm比值的大小 Tg/Tm比值大，容易生成玻璃3. 临界冷却速度 临界冷却速度越小，越容易生成玻璃4. 将氧化物划分为玻璃生成体、网络外体和中间体化合物的依据是什么？用单键强度来衡量不同氧化物生成玻璃的能力。

5. 分相结构对玻璃的性质有何影响？对第一类性质的影响： 由离子的迁移特性决定的性质，如电阻率、化学稳定性等对玻璃的分相结构十分敏感 若性质较差的相以连通结构的形式存在，玻璃的性质将明显变坏 若性质较差的相呈孤立液滴状分布于性质较好的连续基相中，则能保持较好的性质对玻璃析晶的影响——分相有助于析晶 1. 为成核提供界面 2. 分相导致其中的一相比均匀母相具有较大的质点迁移率，这有助于晶核的形成和长大 3. 分相使成核剂浓集于其中的一相，从而促进晶核的形成 4. 分相使其中的一相或两相更加接近某种晶体的组成，这有助于结晶对光学性质的影响1. 使玻璃的透光率下降 分相产生的相界面使光线发生散射，导致透光率下降，严重时，会产生乳浊现象2. 影响玻璃的颜色 分相过程中，过渡元素几乎所有集中在微相液滴中这种选择性富集可以用来发展有色玻璃，激光玻璃、光敏玻璃和光色玻璃等6. 玻璃分相对析晶有何影响？对玻璃析晶的影响——分相有助于析晶 1. 为成核提供界面 2. 分相导致其中的一相比均匀母相具有较大的质点迁移率，这有助于晶核的形成和长大。

3. 分相使成核剂浓集于其中的一相，从而促进晶核的形成 4. 分相使其中的一相或两相更加接近某种晶体的组成，这有助于结晶7. 为什么玻璃在成型过程中一般不容易析晶，在后期的热解决过程中却容易析晶？8. 设计玻璃的成分时，为什么要在共结线（点）附近选择成分点？从减少熔制温度和防止析晶的角度考虑，应在共结点或共结线上或其附近选择玻璃的组成点9. 用非惰性气体型阳离子取代惰性气体型阳离子，硅酸盐玻璃的粘度将如何变化？用非惰性气体型阳离子取代惰性气体型阳离子可以减少玻璃的粘度 由于非惰性气体型阳离子的极化力大于惰性气体型阳离子10. B-O的单键强度高于Si-O，为什么B-O玻璃的粘度却低于Si-O玻璃？这是由于[SiO4]四周体的对称性高于[BO3]三角体和[PO4]四周体的缘故11. 哪些组分能提高玻璃液的表面张力？Al2O3、La2O3、CaO、 MgO能提高表面张力12. 什么组分用量很少就能显著减少玻璃液的表面张力？Cr2O3、V2O5、MoO3、WO3等加入量不多也能显著减少表面张力13. 玻璃的实际强度为什么远远低于理论强度？玻璃的实际强度之所以比理论强度低得多，是由于玻璃的脆性和玻璃存在缺陷、微裂纹和不均匀区的缘故。

14. 玻璃抗热震性能的高低重要决定于什么？（一）玻璃的化学组成（二）玻璃分相（三）玻璃中的缺陷（四）玻璃表面微裂纹（五）活性介质（六）温度（七）应力（八）加荷时间15. 玻璃呈色的因素是什么？玻璃中的着色剂对可见光的选择性吸取和选择性散射是玻璃呈色的主线因素16. 影响离子着色的因素有哪些？着色离子的种类 着色离子不同所着的颜色不同着色离子的价态 离子价态不同所着的颜色不同着色离子的配位状态 配位状态不同所着颜色不同基础玻璃的组成 基础玻璃不同所着的颜色不同制造工艺 玻璃的热历史也会影响离子着色17. 玻璃生产中为什么要使用澄清剂？其重要作用是驱除气泡原理是使气泡体积增大，使气泡上升速度加快18. 玻璃生产中为什么要使用碎玻璃？在玻璃生产中合理使用碎玻璃，不仅可以运用废物，还能加速玻璃的熔制过程，减少热耗，提高产量，从而减少玻璃的生产成本19. 硅酸盐玻璃的熔制涉及那几个阶段？硅酸盐的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷却20. 消除玻璃液中可见气泡有哪两种办法？这两种办法分别在什么时候用？1. 使气泡漂浮出玻璃液表面而消失 2. 使气泡中的气体溶解于玻璃中而消失。

在玻璃生产实践中，这两种方法都会采用澄清的前期，一般采用第一种方法由于此时玻璃液中的气体较多，气泡较大，气泡容易浮出液面澄清后期，一般采用第二种方法由于澄清后期玻璃液中的气体较少，气泡较小，气泡很难浮出液面21. 采用什么措施可以加快玻璃液中气泡的上升速度？使玻璃液中的气泡增大提高玻璃液的温度22. 采用什么措施可以提高玻璃液气泡中的气体压力？减少玻璃液的温度一方面可以使气泡变小； 另一方面，可以提高玻璃液的表面张力 这两方面的作用均会使气泡中的气体压力增大23. 影响玻璃液均化的因素有哪些？一）玻璃液的粘度 η↓ ，D↑（二）玻璃液的表面张力 σ↓ ，D↑ （三）条纹与玻璃液的接触面积 S↑ ，D↑ （四）玻璃液的温度 T↑，D↑ （五）玻璃液的流动24. 如何提高玻璃液的均化速度？1. 保持较高的均化温度2. 搅拌玻璃液3. 合理控制玻璃液的流动25. 产生二次气泡的也许因素有哪些？（一）以化学结合态存在于玻璃液中的气体，由于化学分解释放出来，导致过饱和二）溶解在玻璃液中的气体因过饱和而析出（三）冷却阶段温度波动导致温度回升（四）某些玻璃液的表面张力具有正温度系数。

冷却过程中因表面张力下降而使玻璃液中微气泡的气压减少，从而使溶解在玻璃液中的气体向气泡扩散，使气泡长大成为可见气泡 （五）玻璃液与耐火材料反映放出气体 （六）电化学反映26. 如何防止二次气泡的产生？1. 防止温度回升 2. 根据玻璃化学成分采用适当的冷却速度 铅玻璃可以慢冷，重钡玻璃要快冷 3. 延长熔化时间，使碳酸盐、硫酸盐充足分解，使CO2、SO2、SO3尽量排除，减少以化学形式存在的气体 4. 澄清阶段让气体尽也许充足排出，减少溶解在玻璃液中的气体27. 机械成型的供料方式有哪几种？液流供料、真空吸料、滴料供料28. 生产瓶罐玻璃一般采用什么成型方法？29. 目前最先进的平板玻璃成型方法是什么？浮法成型30. 生产夹丝玻璃一般采用什么成型方法？连续辊间压延法成型31. 玻璃成型后为什么还要退火因素之一：玻璃生产过程中，因经受剧烈的、不均匀的温度变化会产生热应力。