玻璃工藝學(xué)思考題答案匯總

1、玻璃工藝學(xué)思考題匯總玻璃工藝學(xué)思考題匯總1.簡述玻璃制造技術(shù)的發(fā)展歷程：簡述玻璃制造技術(shù)的發(fā)展歷程：玻璃的制造已有5000年以上的歷史，一般認(rèn)為最早的制造者是古代的埃及人，他們以泥罐熔融，以捏塑或壓制的方法制造裝飾物和簡單的器皿。紀(jì)元前一世紀(jì)，諾罵人發(fā)明用鐵管吹制玻璃，用鐵管將熔制好的玻璃液吹成中空氣泡，然后制成各種形狀的制品。十一世紀(jì)到十五世紀(jì)威尼斯人已經(jīng)能夠制造窗玻璃，玻璃瓶，玻璃鏡和其他玻璃飾品，藝術(shù)價值較高。十七世紀(jì)玻璃制造技術(shù)

2、傳遍歐洲，玻璃工廠開始出現(xiàn)，并以煤炭取代了木材作為燃料，玻璃工業(yè)得到發(fā)展。1790年，瑞士人發(fā)明了攪拌法制造光學(xué)玻璃，高均勻度的玻璃的熔制有了新的途徑。十八世紀(jì)后期，由于制堿法和蒸汽機(jī)的發(fā)明，以及機(jī)械工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步，玻璃制造技術(shù)得到進(jìn)一步的提高。十九世紀(jì)中葉由于科學(xué)技術(shù)和材料的革新，出現(xiàn)了玻璃的連續(xù)生產(chǎn)以及玻璃的機(jī)械成型和加工。進(jìn)入20世紀(jì)，玻璃制造技術(shù)得到突波，先后出現(xiàn)了有無槽垂直引上法，平拉法，對輥法等傳統(tǒng)的平板玻璃制造技術(shù)。

3、1957年，英國皮爾金頓公司發(fā)明了浮法玻璃制造技術(shù)，它的拉制速度是傳統(tǒng)工藝的十倍，但是其成本卻與傳統(tǒng)工藝相差無幾。此后浮法玻璃制造技術(shù)成為當(dāng)前普通玻璃制造的主流技術(shù)。2.2.廣義或狹義的玻璃定義是什么？玻璃的通性有哪些？廣義或狹義的玻璃定義是什么？玻璃的通性有哪些？答：玻璃：一種較為透明的液體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。主要成份是二氧化硅。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)卻透光。玻

4、璃的通性有四點(diǎn)：1.各向同性.2.無固定熔點(diǎn)3.介穩(wěn)性4.性質(zhì)變化的連續(xù)性和可逆性3.玻璃態(tài)物質(zhì)特性或通性？玻璃態(tài)物質(zhì)特性或通性？答：（1）玻璃態(tài)物質(zhì)的通性：玻璃是一種具有無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體，其原子不像晶體在空間作長程有序的排列，而近似于液體具有短程有序，玻璃象固體一樣保持一定的外形，而不像液體那樣在自重作用下流動。（2）玻璃態(tài)物質(zhì)具有以下四個特性：①.各向同性玻璃態(tài)物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)總的來說都是無規(guī)則的，是統(tǒng)計均勻的，因此，它的物理化學(xué)性

5、質(zhì)在任何方向都是相同的。這一點(diǎn)與液體類似，液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列也是無序的，不會在某一方向上發(fā)現(xiàn)與其它方向不同的性質(zhì)。從這個角度來說，玻璃可以近似地看作過冷液。②.無固定熔點(diǎn)玻璃態(tài)物質(zhì)由熔體轉(zhuǎn)變成固體是在一定溫度區(qū)域（軟化溫度范圍）內(nèi)進(jìn)行的，（從固態(tài)到熔融態(tài)的轉(zhuǎn)變常常需要經(jīng)歷幾百度的溫度范圍），它與結(jié)晶態(tài)物質(zhì)不同，沒有固定的熔點(diǎn)。③.介穩(wěn)性玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體過冷而得到。在冷卻過程中粘度過急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及作有規(guī)則排列而形成晶體，因而系

6、統(tǒng)內(nèi)能尚未處于最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的能量。還有自發(fā)放熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的傾向。④.性質(zhì)變化的連續(xù)性和可逆性玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)的性質(zhì)變化是連續(xù)的和可逆的，其中有一段溫度區(qū)域呈塑性，稱“轉(zhuǎn)變”或“反?！眳^(qū)域。4.為什么說玻璃是介穩(wěn)態(tài)，什么叫介穩(wěn)態(tài)？（袁寅）為什么說玻璃是介穩(wěn)態(tài)，什么叫介穩(wěn)態(tài)？（袁寅）玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體過冷而得到。在冷卻過程中粘度過急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及作有規(guī)則排列而形成晶體，因而系統(tǒng)內(nèi)能尚未

7、處于最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的能量。還有自發(fā)放熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的傾向。因此說玻璃是介穩(wěn)態(tài)。所謂介穩(wěn)態(tài)，既在一定情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，而在一定物理化學(xué)條件下，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)。4.為什么說玻璃態(tài)是介穩(wěn)態(tài)，什么是介穩(wěn)態(tài)？為什么說玻璃態(tài)是介穩(wěn)態(tài)，什么是介穩(wěn)態(tài)？(魏瓊魏瓊)解：玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體過冷而得到的。在冷卻過程中粘度過急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及作有規(guī)則排列而形成晶體，因而系統(tǒng)內(nèi)能尚未處于最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較

8、高的能量。還有自發(fā)放熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的傾向，所以玻璃是介穩(wěn)態(tài)。在一定的熱力學(xué)條件下，如果系統(tǒng)處在一個吉布斯自由能極小值狀態(tài)，而不是處在一個最小值狀態(tài)，它就有可能轉(zhuǎn)變到這個最小值狀態(tài)；但也可能會以原狀態(tài)長期存在，因?yàn)樵诰植康淖杂赡軜O小值與最小值之間，存在著一個勢壘，這樣的狀態(tài)稱為介穩(wěn)態(tài)。5.玻璃結(jié)構(gòu)的晶子學(xué)說？晶子和微晶的區(qū)別？玻璃結(jié)構(gòu)的晶子學(xué)說？晶子和微晶的區(qū)別？答：（1）玻璃的晶子學(xué)說揭示了玻璃中存在有規(guī)則排列區(qū)域，即有一定的有

9、序區(qū)域，這對于玻璃的分相、晶化等本質(zhì)的理解有重要價值，但初期的晶子學(xué)說機(jī)械地把這些有序區(qū)域當(dāng)作微小晶體，并未指出相互之間的聯(lián)系，因而對玻璃結(jié)構(gòu)的理解是初級和不完善的。總的來說，晶子學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的近程氧化硼玻璃：硼氧三角體[BO3]磷氧玻璃：磷氧四面體[PO4]11什么是塔曼斷言？什么是塔曼斷言？答：任何物質(zhì)都可以玻璃化。12玻璃形成與析晶的熱力學(xué)與和動力學(xué)特點(diǎn)是什么？玻璃形成與析晶的熱力學(xué)與和動力學(xué)特點(diǎn)是什么？答：熱力學(xué)特點(diǎn)：(1

10、).玻璃態(tài)物質(zhì)較相應(yīng)結(jié)晶態(tài)物質(zhì)具有較大內(nèi)能.玻璃化和分相過程均沒有釋放出全部多余的能量，因此與結(jié)晶化相比這兩個狀態(tài)都處于能量的介穩(wěn)狀態(tài)。玻璃態(tài)物質(zhì)總有降低內(nèi)能向晶體轉(zhuǎn)變的趨勢，在一定條件下通過析晶或分相放出能量使其處于低能量穩(wěn)定狀態(tài)。(2).晶體與玻璃的內(nèi)能差別越大，越易結(jié)晶，越難形成玻璃如果玻璃與晶體內(nèi)能差別大，則在不穩(wěn)定過冷下，晶化傾向大，形成玻璃的傾向小。玻璃體和晶體兩種狀態(tài)的內(nèi)能差別不大，故析晶的推動力較小，因此玻璃這種能量的亞

11、穩(wěn)態(tài)在實(shí)際上能夠長時間穩(wěn)定存在。動力學(xué)特點(diǎn)：(1)玻璃的形成與析晶都是非平衡過程，是動力學(xué)過程。析晶過程必須克服一定的勢壘，如果勢壘較大，尤其當(dāng)熔體冷卻速率很快時，粘度增加甚大，質(zhì)點(diǎn)來不及進(jìn)行有規(guī)則排列，晶核形成晶體長大均難以實(shí)現(xiàn)，從而有利于玻璃的形成。形成玻璃的關(guān)鍵是熔體的冷卻速率。晶核生長速率與晶體生長速率的極大值所處的溫度相差越小，熔體越易析晶而不易形成玻璃，反之熔體越不易析晶而形成玻璃。因此，熔體是析晶還是形成玻璃與過冷度、粘度

12、、成核速率、晶體生長速率均有關(guān)。(2).熱力學(xué)方面玻璃是介穩(wěn)的，動力學(xué)方面，玻璃是穩(wěn)定的。13.粘度的定義？（譚俊）粘度的定義？（譚俊）答：粘度就是液體內(nèi)部阻礙其相對運(yùn)動的一種特性。流體的玻璃液中的某一部分如果與相鄰的部分之間的流動速度不一樣，那么在相鄰的界面上就會存在一種阻力，妨礙它們彼此之間作相對運(yùn)動。13.粘度的定義（朱永昌）粘度的定義（朱永昌）粘度是流體的一種特性，流動的玻璃液中的某一部分如果與相鄰的部分之間的流動速度不一樣，那

13、么在相鄰的界面上就會出現(xiàn)一種阻力，妨礙他們彼此之間的相對運(yùn)動，這種阻力叫粘滯力或內(nèi)摩擦力。它是指面積為S的二平行液層，一定速度梯度移動時需克服的內(nèi)摩擦力f。f=ηS(2—2—1)式中：η—粘度或粘度系數(shù)，其單位為帕秒(Pas)14.影響玻璃粘度的主要因素有哪些？影響玻璃粘度的主要因素有哪些？答：主要因素有化學(xué)組成和溫度，在轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)和時間有關(guān)。(1)與成分的關(guān)系a.SiO2、AI2O3、ZrO2提高玻璃粘度b.堿金屬氧化物R2O降低玻璃

14、粘度c.堿土金屬氧化物對玻璃粘度的影響復(fù)雜：1.一方面類似堿金屬氧化物使大型的四面體解聚，引起粘度減小，在高溫時明顯。2.另一方面陽離子的電價較高，離子半徑不大，鍵力不如堿金屬離子大，有可能奪取四面體群的氧離子于自己的周圍，使粘度增大，低溫時明顯。d.PbO2、CdO、Bi2O3、SnO降低玻璃粘度（2）與溫度的關(guān)系玻璃的粘度隨著溫度的降低而增大，從玻璃液到固態(tài)玻璃的轉(zhuǎn)變，粘度是連續(xù)變化的。15.堿金屬對玻璃粘度有什么影響？堿金屬對玻璃

15、粘度有什么影響？答：堿金屬氧化物降低玻璃粘度；堿土金屬對玻璃粘度的作用較為復(fù)雜，一方面類似與堿金屬能使大型的四面體群解聚，引起粘度減少，另一方面這些陽離子電價較高，離子半徑又不答，故鍵力較堿金屬離子大，有可能奪取四面體群的陽離子與自己周圍，使粘度增大。16.玻璃的料性玻璃的料性短性玻璃短性玻璃長性玻璃長性玻璃對成型和退火過程有何影響對成型和退火過程有何影響答:生產(chǎn)上常把玻璃的粘度隨溫度變化的快慢稱為玻璃的料性粘度隨溫度變化快的玻璃稱為短

16、性玻璃反之稱為長性玻璃.這一性質(zhì)對成型作業(yè)有直接的關(guān)系例如用壓延法生產(chǎn)壓花玻璃時最好選擇料性較短的玻璃這樣玻璃被軋花輥壓出花紋之后隨溫度降低粘度能迅速地增長形狀可以快速固定下來從而保證壓出的花紋清晰.退火是通過粘滯流動和彈性來消除玻璃中的應(yīng)力故這一性質(zhì)對退火的效率也有很大影響17.玻璃的表面水化反應(yīng)？玻璃的表面水化反應(yīng)？答：硅酸鹽玻璃在水中的溶解比較復(fù)雜。水對玻璃的侵蝕開始于水中的H和玻璃中的Na進(jìn)行交換，而后進(jìn)行水化中和反應(yīng)，其反應(yīng)過