《第二章玻璃-第二章玻璃》课件.ppt

第二章 玻 璃 讲课内容 2.1 概述 2.2 玻璃的形成 2.3 玻璃的结构 2.4 玻璃组成、结构、性能间关系 2.5 普通氧化物玻璃 2.6 光学玻璃 2.7 微晶玻璃 2.1 概 述 2.1.1 玻璃的定义 物质的三种聚集状态：气、固、液态 固态和液态又存在两种：晶态、非晶态 1 玻璃定义： 广义：凡是具有非晶态结构的固体材料统称为玻璃。 狭义：由熔融物冷却、硬化而得的非晶态固体。其结构为短程有序，长程无序。从熔融态转化为固态时有一转化温度Tg。 玻璃分类 按组成：氧化物玻璃（硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐） 非氧化物玻璃（硫化物、卤化物等） 重金属氧化物玻璃（铅硅酸盐、钡硅酸盐等） 按用途：日用、建筑、电子、仪器、光学、汽车、艺术等。 其它：玻璃纤维、玻璃棉等。 是采用物理与化学的方法，对浮法玻璃进行处理而得到的。在1000℃火焰冲击下能保持(84~183)min不炸裂，从而有效地阻止火焰与烟雾的蔓延。 复合防火玻璃（水溶性无机防火胶） 单片防火玻璃（硼硅酸盐玻璃、铯钾防火玻璃） 钢化玻璃 属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。 就是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近软化点的700度左右，再进行快速均匀的冷却而得到钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。已钢化处理好的钢化玻璃，不能再作任何加工或受破损，否则就会“粉身碎骨”。 安全性 高强度 热稳定性 不能切割和加工 在温差变化大时有自爆的可能性 表面存在凸凹不平的现象 防弹玻璃是由玻璃（或有机玻璃）和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，它通常是透明的材料，通常包括聚碳酸酯纤维层夹在普通玻璃层之中。 镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃（Low-E）、导电膜玻璃等。 热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墙。 低辐射玻璃是在玻璃表面镀由多层银、铜或锡等金属或其化合物组成的薄膜系，产品对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用； 导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜，可用于玻璃的加热、除霜、除雾以及用作液晶显示屏等； 镀膜玻璃的生产方法很多，主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶—凝胶法等。磁控溅射镀膜玻璃利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系，可在白色的玻璃基片上镀出多种颜色，膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好，是目前生产和使用最多的产品之一。化学气相沉积法是在浮法玻璃生产线上通入反应气体在灼热的玻璃表面分解，均匀地沉积在玻璃表面形成镀膜玻璃。该方法的特点是设备投入少、易调控，产品成本低、化学稳定性好，可进行热加工，是目前最有发展前途的生产方法之一。 变色玻璃是在玻璃原料中加入光色材料制成。此材料具有两种不同的分子或电子结构状态，在可见光区有两种不同的吸收系数，在光的作用下，可从一种结构转变到另一种结构，导致颜色的可逆变化，常见的含卤化银变色玻璃，是在钠铝硼酸盐玻璃中加入少量卤化银（AgX）作感光剂，再加入微量铜、镉离子作增感剂，熔制成玻璃后，经适当温度热处理，使卤化银聚成微粒状而制得。当它受紫外线或可见光短波照射时，银离子还原为银原子，若干银原子聚集成胶体而使玻璃显色；光照停止后，在热辐射或长波光（红光或红外）照射下，银原子变成银离子而退色。卤化银变色玻璃的特点是不容易疲劳，经历30万次以上明暗变化后，依然不失效，是制作变色眼镜常用的材料。 2.介稳性 由于玻璃熔体在冷却过程中粘度迅速增大，来不及结晶就成为固体。所以保留了熔体的结构，造成体系内能不是最小，即亚稳态。图2～1。 玻璃是热力学的亚稳性与动力学的稳定性的统一。 3. 无固定熔点 Tg-Tf：玻璃化转变范围（反常间距）。 玻璃体没有固定的熔点，玻璃在熔融态到固态之间的转变是可逆的，其物理化学性质的变化是连续的和渐变的，期间无新相生成。只有一个从软化温度到转变温度的范围，玻璃由塑性变形转为弹性变形。 不同成分玻璃在同一冷却速率下，Tg不同；同种玻璃不同冷却速率，Tg也不同；即Tg随成分和