包装材料学玻璃的结构与性质.ppt

三.玻璃化学稳定性的测试 常用粉末法和表面法 1.粉末法： 定义：用水、酸、碱液对一定粘度和一定质量的玻璃粉进行侵蚀，再测定其侵蚀量的方法。 应用：对新断面侵蚀，粉末侵蚀量可用滴定、比色、电导等测定。 2.表面法： 定义：用上述方法对其玻璃表面测定 应用：测其容器表面。 3.加速实验： 用公式（理论依据及公式） 式中：N 为NaOH的侵蚀量； 为时间(h)； T 为绝对温度(k)； a、b、c 为依据具体条件而定的常数。 实际应用可该为公式： 式中： 、 、 和 为真实与试验条件下的时间和温度。 ? 小 结 1.了解玻璃特性（包装），定义，组成，分类，密度结构，稳定性测定方法。 2.掌握玻璃的硬度，强度，粘度和热、光性能。 3.熟练掌握粘度和稳定性、热光性能对包装的影响 第七章 玻璃的结构与性质 第一节　概述 第二节　玻璃的结构 第三节　玻璃的物理性质 第四节　玻璃的化学稳定性 第一节 概述 一 玻璃发展简史 最古的包材及容器————4500年前在美索不达米亚制作玻璃饰品。 公元前1500年，埃及人用“砂芯”法制造出玻璃容器。 公元前1世纪，叙利亚发明玻璃吹制技术。 12-15世纪，在威尼斯建立玻璃制造中心。 19世纪中叶，欧文斯真空吸料全自动制瓶机研制成功。 1925年，出现了行列式制瓶机，用吹-吹法制造小口瓶。 1940年，吹-吹法制大瓶。 20世纪，计算机控制制瓶生产线。 这里指无机玻璃：定义为熔融体冷却为固体时，不结晶的无机产物。 苏联时期的定义：由过冷熔体制得的无定形物体，不论其化学成分如何，冷凝范围多大，统称为玻璃。 二 玻璃的定义及分类 2.组成与分类 1.定义： （1）组成：玻璃形成体氧化物，“碱金属和碱土金属”——改变体氧化 物，中间体氧化物三部分组成。 （2）种类：元素玻璃，氧化物玻璃，卤化玻璃，硫属玻璃。 也可分为：平板、瓶罐、器皿、医疗、光学、电真空、乳浊、有色、玻纤等玻璃。 其他分法见下表 通性：卫生安全，文雅，易脆，运输费用高 发展：面临竞争 三.玻璃包装材料的通性及其发展 第二节 玻璃的结构 一 晶体与玻璃 晶体与玻璃的比容-温度曲线 比容 温度 过冷熔体 Tm Tg 熔融态 液态 玻璃态 玻璃结构：短程有序，长程无序。 晶体结构是有序的。 二.玻璃的结构 1.石英晶体与石英玻璃的结构 见图7-2。石英组成，它以晶体与玻璃两种结构存在，石英结构有序，石英玻璃为“短程有序，长程无序”。 2.NaO——CaO——系玻璃的结构 见图7-3 钠钙玻璃，其结构为石英玻璃网络中引入Na和Ca的氯化物。 3. — — 系玻璃的结构 向石英玻璃中引入大量的形成硼硅酸盐玻璃，其结构为两种： [ ]的三角形平面 和 [ ]四面体结构。 4.普通玻璃的结构 属于Na，Ca，Si，Al，Mg的氯化物，结构为四面体加骨架网络。 第三节玻璃的物理性质 概念：玻璃的性质，组成，结构之间存在有规律和共性 可将玻璃性质分为两大类： 其一，粘度、电导、离子扩散及化学稳定性等。 其二，密度，硬度，折射率，弹性模量，热膨胀系数等。 主要研究：密度，硬度，机械强度，粘度，热学性质，光学性质 是表征玻璃的重要物理量。 不同玻璃有不同的密度，石英类为2.21 ， 特种为8.0 ，瓶类包装玻璃（普通）为2.5 。 一.密度 玻璃硬度决定于原子半径，电荷大小及堆积密度。 在硅酸盐玻璃中，石英玻璃硬度最大。 加入 ， 和 可降低硬度 二.硬度 玻璃为脆材，其机械强度用耐压，耐折，抗张，抗冲击强度来表示。 其分有理论和实际两种强度。 理论强度指玻璃不存在任何缺陷时的强度。 三.机械强度 理论强度计算公式（格里菲斯公式）： 式中： 为玻璃断裂应力（断裂强度）； E a 为玻璃弹性摸量； 为表面积； l 为裂纹长度。 玻璃理论强度大约为10000MPa，实际强度不到理论强度的1/100。 影响玻璃强度的因素有：湿度，组成及表面状态。 小范围内玻璃强度与组成有线性加和关系， 即（抗张或抗压强度） 式中：f…为计算因素； p…为各组成氧化物的质量百分数。 四.玻璃的粘度 重点 1.粘度是表征流体内摩擦力或表示阻碍液体流动性质的物理量。 由流体力学中两平面移动演示可知。 2.玻璃的粘度与玻璃的组成和温度有关，其粘度随温度变化为： 式中：A 为与温度无关的常数； Q 为粘流活化能； R 是气体