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玻璃工艺学复习练习题

玻璃工艺学复习练习题

一、解释以下概念

1.临界冷却温度:能生成玻璃的最小冷却速度。

2.不混溶区：玻璃发生分相的组成-温度范围。

3.晶核：具有一定大小能够稳定生长的结晶区域称为晶核。

4.粘度温度系数：玻璃的粘度温度系数=粘度变化/温度变化

=Δη/ΔT

5.色散：折射率随入射光波长的不同而不同的现象称为色散。

6.转变温度：粘度为1012.4帕秒的温度

7.软化温度：粘度为106.5-107.2帕秒的温度范围。

8.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。

9.反常色散：光波波长接近玻璃的吸收带时，玻璃的折射率发生

急剧变化，吸

收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。

10.结石：玻璃中的结晶质夹杂物称为玻璃结石

11.条纹：条纹呈线条状或纤维状，形状和粗细都不规则，与它周

围的玻璃有时

没有明显的界限，故亦称之为玻璃态夹杂物。

12.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

看成是条纹的前身，由于扩散不充分而造成。

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

将怎样变化？

既有断网作用，也有积聚作用。在二元（RO-SiO2）玻璃中，主

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增加而逐渐加强，

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的增加，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.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——分相有利于析晶

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

利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，这有利于

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，过渡元素几乎全部集中在微相液

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。

5.设计玻璃的成分时，为何要在共结线（点）附近选择成分点？

从降低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。

6.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降低玻璃的粘

度。因为非惰性气体型阳离子的极化力大于惰性气体型阳离子。

7.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]四面体的对称性高于[BO3]三角体和[PO4]四面体

的缘故。

8.哪些组分能提高玻璃液的表面张力？

Al2O3、La2O3