第1篇 第7章玻璃的结构和性能分析.ppt

第七章玻璃的结构和性能 §7.1 概述 玻璃包装的特点 玻璃的定义和分类 1、玻璃的定义 材料和制品 玻璃 物理化学状态 玻璃：介于晶态和液态之间的一种特殊状态，由熔融体过冷却而得，其内能和构形熵高于响应得晶态，其结构为短程有序和长程无序。 玻璃的组成及分类 ①玻璃的组成 形成体氧化物：构成玻璃结构，可以单独形成玻璃 。SiO2，B2O3，、P2O5。 改变体氧比物 ：一些金属氧化物，如碱金属和碱土金属氧化物本身不能单独形成玻璃，但可以改变玻璃的性质。 Na2O，K2O，CaO 等。 中间体氧化物 ：介于二者之间的氧化物，在一定条件下可以成为玻璃形成体的氧化物。 AL2O3、ZnO等 玻璃的分类 （a）根据玻璃形成体氧化物的不同，可以把玻璃分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等 玻璃系统的命名：ⅰ由两种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃，则以其含量多少来命名，量大居后，如铝硼硅酸盐玻璃 ⅱ引入1、2价金属，再加形成体氧化物，按价位从低到高排，最后为形成体氧化物。 （b）根据用途把玻璃分为：平板玻璃、瓶罐玻璃、器皿玻璃、医药玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、乳浊玻璃、有色玻璃、玻璃纤维等等。 玻璃包装材料的通性及发展趋向 1、强度高；化学稳定性好；表面惰性；良好的光学特性。 抗冲击强度低；重容比大；抗热冲击性能差。 2、薄壁化，轻量化。 §7.2 玻璃的结构 石英玻璃 钠-钙-硅系玻璃的结构 §7.3 玻璃的物理性质 密度 硬度 机械强度 玻璃的黏度 玻璃的热性质 §7.4 玻璃的化学稳定性 玻璃被侵蚀的机理 1、玻璃与水及酸的作用 玻璃的化学稳定性与组成的关系 玻璃化学稳定性的测试 1、粉末法 2、表面法 3、加速实验 玻璃的分类 （a）根据玻璃形成体氧化物的不同，可以把玻璃分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等 玻璃系统的命名：ⅰ由两种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃，则以其含量多少来命名，量大居后，如铝硼硅酸盐玻璃 ⅱ引入1、2价金属，再加形成体氧化物，按价位从低到高排，最后为形成体氧化物。 （b）根据用途把玻璃分为：平板玻璃、瓶罐玻璃、器皿玻璃、医药玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、乳浊玻璃、有色玻璃、玻璃纤维等等。 制造玻璃包装瓶罐的钠钙硅酸盐类玻璃，其主要成分是SiO2 、 Na2O和CaO ，约占总含量的90～95％。其中SiO2是玻璃形成体； Na2O对原料起助熔作用，降低玻璃黏度，同时过多的Na2O 又会使玻璃热稳定性、化学稳定性、力学强度降低； CaO是稳定剂，同样加入过多的CaO会使玻璃结晶化倾向增大，玻璃变脆。 7.1.3玻璃包装材料的通性及发展趋向 1、强度高；化学稳定性好；表面惰性；良好的光学特性。 抗冲击强度低；重容比大；抗热冲击性能差。 2、薄壁化，轻量化。 7.2 玻璃的结构 1、石英晶体 石英玻璃 钠-钙-硅系玻璃的结构 短程有序、长程无序。引入Na、Ca离子后，硅氧四面体结构改变了，形成更多非桥氧，玻璃的物性也发生了极大改变。 7.3 玻璃的物理性质 7.3.1密度 玻璃的密度取决于构成玻璃的原子质量、原子堆积及配位数。 引入半径小的离子，有助于提高密度； 引入高价金属有助于提高密度，但当高价金属如AL、B在玻璃中作为形成体氧化物时，由于其体积大于硅氧四面体，密度下降； 温度升高，密度下降。 7.3.2硬度 玻璃硬度取决于原子半径、电荷大小及堆积密度。 随离子半径变化，硬度变化的一般规律： （1）K+Na+Li+ （2）Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Be2+ （3）Pb2+Zn2+ （4）Fe3+Ca2+ 7.3.3机械强度 玻璃的理论强度： 玻璃的实际强度：不到理论强度的1%。原因在于玻璃存在组织不均匀、裂纹、结构缺陷等。 玻璃强度的线性加和性： 7.3.4玻璃的黏度 黏度是表征流体内摩擦力或者表示阻碍液体流动性质的物理量 玻璃体：粘度值大于1013P时的物理状态。 玻璃的粘度与玻璃的组成和温度有关，可表示为： 玻璃的料性：粘度在102~106泊范围内随温度变化的快慢。 长性玻璃的