玻璃性质与工艺手册.pdf

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《玻璃性质与工艺手册》可供建材、轻工、化工、电子、电光源等行业从事玻璃科研、生产、设计和应用的科技人员、管理人员阅读,也可作为高等院校材料科学与工程、无机非金属材料、建筑材料、化学工程等专业师生的参考书。

目录
第一篇概论
第1章玻璃的发展历程/2
1.1玻璃的内涵与称谓2
1.1.1玻璃的内涵与外延2
1.1.2玻璃称谓的演变3
1.2玻璃的发展历程3
1.2.1世界玻璃的发展历程4
1.2.2中国玻璃的发展历程10
1.2.3玻璃的发展趋向17
参考文献19第2章玻璃的本质与形成/20
2.1玻璃的定义和通性20
2.1.1玻璃的定义20
2.1.2玻璃的通性21
2.2玻璃的形成22
2.2.1形成玻璃的物质22
2.2.2形成玻璃的方法23
2.2.3形成玻璃的条件28
2.3玻璃的结构31
2.3.1玻璃的结构理论31
2.3.2传统玻璃的结构34
2.3.3重金属氧化物玻璃的结构36
2.3.4微晶玻璃的结构37
参考文献40第二篇玻璃制造与加工
第3章玻璃成分/42
3.1玻璃成分的表示方式42
3.1.1玻璃成分的表示方式42
3.1.2不同成分表示方式之间的换算44
3.2玻璃成分类型45
3.2.1玻璃成分的分类45
3.2.2氧化物玻璃成分47
3.2.3混合阴离子玻璃成分51
3.2.4非氧化物玻璃成分52
3.2.5离子盐及水溶液玻璃成分55
3.2.6实用玻璃成分55
3.3玻璃成分设计68
3.3.1玻璃成分设计的重要性及其发展阶段68
3.3.2玻璃成分设计的原则69
3.3.3玻璃成分的设计方法72
3.4玻璃成分的发展方向81
3.4.1优化传统玻璃成分并进行标准化81
3.4.2按新工艺和设备的要求来研制新成分81
3.4.3探索新玻璃形成物和新的成分系统82
3.4.4研究有机—无机复合(杂化)、键合、嫁接的新玻璃成分,开拓玻璃新功能82
参考文献83第4章玻璃原料/84
4.1主要原料84
4.1.1酸性氧化物原料84
4.1.2碱金属氧化物原料89
4.1.3碱土金属氧化物和其他二价金属氧化物原料92
4.1.4引入四价金属氧化物原料95
4.1.5天然含碱原料与矿渣原料95
4.2辅助原料97
4.2.1澄清剂97
4.2.2着色剂99
4.2.3脱色剂101
4.2.4乳浊剂102
4.2.5助熔剂103
4.3选择原料的原则103
4.4原料的氧化还原计算104
4.5常用玻璃原料转化系数及主要技术指标107
参考文献110第5章玻璃原料的加工与处理/111
5.1原料的精选111
5.1.1氧化硅类原料112
5.1.2碳酸盐类原料113
5.1.3引入氧化钠的原料114
5.1.4引入氧化铝的原料114
5.1.5碎玻璃114
5.2原料的粉碎114
5.2.1破碎机械115
5.2.2粉磨机械115
5.3原料的筛分和粒度控制116
5.3.1原料的筛分116
5.3.2玻璃原料的粒度控制118
5.4原料的储存119
5.4.1露天堆场119
5.4.2库房119
5.4.3料仓120
5.5原料的输送121
5.5.1皮带运输机121
5.5.2斗式提升机121
5.5.3气力输送设备121
5.6配料车间布置121
参考文献122第6章配合料的制备/123
6.1配方计算123
6.1.1人工计算123
6.1.2线性方程组法127
6.1.3计算机编程计算法131
6.1.4线性规划法132
6.2配合料的混合136
6.2.1配合料称量136
6.2.2配合料的混合137
6.3配合料的输送138
6.4配合料的质量控制139
6.4.1质量控制指标139
6.4.2检验方法139
6.5配合料的粒化和密实化139
参考文献140第7章玻璃熔制/141
7.1熔制过程141
7.1.1硅酸盐形成141
7.1.2玻璃形成145
7.1.3玻璃液的澄清147
7.1.4玻璃液的均化151
7.1.5玻璃液的冷却152
7.2熔制制度154
7.2.1坩埚窑的熔制制度154
7.2.2池窑的熔制制度155
7.3先进熔制技术158
7.3.1减压澄清158
7.3.2配合料窑外分解160
参考文献161第8章玻璃熔化窑炉/163
8.1燃料与燃烧163
8.1.1燃料的种类及特性163
8.1.2燃料的组成与热值164
8.1.3燃料的燃烧166
8.1.4玻璃熔化能耗167
8.1.5燃烧产物中的有害成分167
8.2玻璃熔窑概况169
8.2.1玻璃熔窑的分类169
8.2.2各种熔窑的结构特点170
8.3坩埚窑174
8.3.1坩埚窑的分类174
8.3.2火焰窑的结构原理175
8.3.3火焰窑的结构176
8.3.4电熔坩埚窑179
8.3.5电坩埚窑180
8.4连续式池窑181
8.4.1熔制部分181
8.4.2热源供给部分194
8.4.3余热回收部分196
8.4.4排烟供气部分196
8.4.5浮法玻璃熔窑199
8.5电熔窑202
8.5.1电熔窑的类型203
8.5.2电极204
8.5.3电熔窑的结构206
8.6新型熔窑208
8.6.1混合加热熔窑208
8.6.2二次流液洞熔窑209
8.6.3辅助电加热熔窑210
8.6.4三通道蓄热室熔窑212
8.6.5双流液洞扁型窑214
8.6.6全氧燃烧熔窑215
8.6.7富氧燃烧、纯氧(或富氧)助燃熔窑219
参考文献221第9章玻璃窑炉耐火材料/222
9.1玻璃窑炉耐火材料的特性222
9.1.1化学组成222
9.1.2耐火材料的性能223
9.2玻璃窑炉用耐火材料234
9.2.1硅砖234
9.2.2黏土砖236
9.2.3高铝质耐火制品237
9.2.4熔铸AZS系制品240
9.2.5烧结AZS系制品242
9.2.6锆英石制品243
9.2.7镁铝砖244
9.2.8镁铬砖244
9.2.9轻质耐火材料246
9.2.10不定形耐火材料248
9.3玻璃工业用耐火材料的选择和应用251
9.3.1选用原则251
9.3.2耐火材料在玻璃窑炉中使用时的损坏情况252
9.3.3耐火材料的选用253
9.3.4隔热耐火材料256
9.3.5延长耐火材料使用寿命的措施258
参考文献258第10章玻璃成形/259
10.1成形原理与制度259
10.2成形方法262
10.2.1平板玻璃成形262
10.2.2容器(瓶罐、器皿)玻璃和
电视以及技术玻璃成形268
10.2.3玻璃管和安瓿及玻璃管件成形272
10.2.4玻璃细珠和玻璃球成形276
10.2.5玻璃纤维成形277
10.2.6其他成形方法279
10.3成形的供料283
10.3.1供料方法283
10.3.2影响控制和调整料滴质量以及形状的因素284
10.3.3供料机简介284
10.4成形设备286
10.4.1成形设备概况286
10.4.2玻璃瓶罐和器皿的成形机分类286
10.4.3成形机类型和规格287
参考文献300第11章玻璃成形模具/301
11.1模具设计301
11.1.1吹制模与压制模设计301
11.1.2行列式制瓶机模具设计基础304
11.1.3制瓶机初型模设计310
11.1.4制瓶机成形模设计333
11.1.5玻璃模冷却以及排气
设计339
11.1.6模腔尺寸公差342
11.1.7模腔技术要求342
11.2模具制造343
11.2.1模具毛坯的热加工343
11.2.2模具零件的机械加工工艺343
11.3模具材料345
11.3.1符合模具材料的条件345
11.3.2模具材料种类346
参考文献348第12章玻璃缺陷/349
12.1概述349
12.2玻璃缺陷种类及成因349
12.2.1气泡缺陷349
12.2.2结石缺陷356
12.2.3条纹和节瘤缺陷369
参考文献374第13章玻璃的退火与淬火/376
13.1玻璃中的应力376
13.1.1暂时应力376
13.1.2永久应力377
13.2玻璃的退火原理与工艺377
13.2.1玻璃的退火原理377
13.2.2玻璃的退火制度378
13.2.3退火曲线的计算379
13.3玻璃的淬火原理与工艺382
13.3.1玻璃的淬火原理382
13.3.2淬火玻璃的特性分析384
13.3.3平板玻璃风冷淬火工艺385
13.3.4其他玻璃制品的风冷淬火390
13.3.5液冷淬火生产工艺391
13.3.6淬火玻璃的自爆391
参考文献393第14章退火炉与热处理炉/394
14.1退火炉394
14.1.1退火炉的分类394
14.1.2间歇式退火炉395
14.1.3半连续式退火炉397
14.1.4连续式退火炉398
14.1.5退火炉的计算405
14.2平板玻璃钢化炉407
14.2.1平板玻璃钢化炉的分类407
14.2.2水平钢化炉408
14.2.3弯钢化炉413
14.3热弯炉414
14.3.1玻璃的热弯原理414
14.3.2影响玻璃热弯的因素414
14.3.3电热式热弯炉416
14.4烤花炉417
14.4.1烤花温度制度417
14.4.2烤花炉418
参考文献421第15章玻璃的热加工/422
15.1玻璃制品的爆口、烘口和火抛光422
15.1.1玻璃制品的爆口422
15.1.2玻璃制品的烘口426
15.1.3玻璃制品的火抛光429
15.2火焰切割432
15.3玻璃的热弯433
15.3.1热弯玻璃的分类433
15.3.2玻璃的热弯原理434
15.3.3热弯玻璃的制备工艺436
15.3.4玻璃热弯设备438
15.3.5热弯过程存在的问题及解决方法440
15.4玻璃的热熔442
15.4.1玻璃的热熔工艺443
15.4.2玻璃的热熔设备445
15.5玻璃灯工447
15.5.1灯工玻璃制品447
15.5.2灯工用火焰和喷灯448
参考文献454第16章玻璃与其他材料封接/455
16.1玻璃与其他材料封接原理455
16.1.1玻璃与其他材料封接的基本原理456
16.1.2对封接件及其封接玻璃的性能要求457
16.1.3封接玻璃的分类及特点458
16.1.4封接玻璃组成的无铅化462
16.1.5无铅低熔封接玻璃的研究方向465
16.2玻璃与玻璃封接467
16.2.1玻璃与玻璃封接的方法467
16.2.2石英玻璃与石英玻璃的封接472
16.2.3玻璃与玻璃的封接应力473
16.3玻璃与金属封接474
16.3.1封接件及其材料的技术要求474
16.3.2玻璃与金属封接的条件483
16.3.3玻璃与金属气密熔封机理487
16.3.4玻璃与金属的封接方法488
16.3.5玻璃与金属的封接技术490
16.3.6玻璃与金属基本封接工艺490
16.3.7影响玻璃与金属封接质量的主要工艺因素494
16.4玻璃与陶瓷封接494
16.4.1玻璃与陶瓷封接方法495
16.4.2焊料玻璃的封接495
16.4.3玻璃焊料和透光多晶氧化铝陶瓷的封接495
16.4.4氧氮玻璃和氮化硅陶瓷的封接496
参考文献497第17章玻璃的研磨和抛光/498
17.1玻璃的研磨498
17.1.1玻璃的研磨原理498
17.1.2磨料501
17.1.3影响研磨的工艺因素506
17.2玻璃的抛光512
17.2.1玻璃抛光机理512
17.2.2抛光介质517
17.2.3影响抛光的工艺因素521
17.3超光滑和超精密抛光新方法525
17.3.1超光滑和超精密的玻璃表面525
17.3.2数控小抛光工具抛光技术525
17.3.3应力盘抛光技术526
17.3.4浴法抛光技术527
17.3.5浮法抛光技术528
17.3.6磁流变抛光技术529
17.3.7离子束抛光技术529
17.3.8等离子体辅助抛光技术531
17.3.9电子束抛光技术532
17.3.10激光抛光532
参考文献534第18章玻璃的切割、钻孔、磨边、磨刻和喷砂/535
18.1玻璃的切割535
18.1.1玻璃的切割分类535
18.1.2切割工具535
18.1.3切割机械538
18.1.4激光切割542
18.1.5高压水射流(水刀)切割544
18.2玻璃的钻孔545
18.2.1机械钻孔545
18.2.2超声波钻孔546
18.2.3电子束钻孔机548
18.3玻璃的磨边550
18.3.1玻璃磨边的目的550
18.3.2玻璃磨边类型550
18.3.3玻璃磨边工艺550
18.3.4玻璃磨边机械551
18.4玻璃的磨刻555
18.4.1玻璃的刻花556
18.4.2玻璃的雕刻562
18.4.3玻璃制品的自动磨刻563
18.4.4玻璃的激光刻花565
18.4.5激光内雕568
18.5玻璃喷砂570
18.5.1玻璃喷砂的类型570
18.5.2玻璃喷砂的工艺与设备571
参考文献575第19章玻璃表面化学处理/576
19.1玻璃蒙砂576
19.1.1化学蒙砂的机理576
19.1.2玻璃蒙砂的表征578
19.1.3玻璃蒙砂工艺578
19.2玻璃蚀刻584
19.2.1玻璃蚀刻的机理584
19.2.2玻璃蚀刻的工艺584
19.3玻璃化学抛光588
19.3.1铅晶质玻璃的化学抛光589
19.3.2钠钙玻璃的化学抛光590
19.4玻璃离子交换592
19.4.1互扩散系数592
19.4.2离子交换增强593
19.5玻璃表面脱碱597
19.5.1用脱碱法提高玻璃强度598
19.5.2用脱碱法增加玻璃化学稳定性600
19.6玻璃表面的防霉602
19.6.1玻璃表面生物发霉603
19.6.2玻璃表面的防霉处理603
参考文献610第20章玻璃表面镀膜/612
20.1玻璃表面镀膜方法612
20.1.1物理气相沉积法612
20.1.2化学气相沉积法618
20.1.3化学法623
20.2低辐射镀膜玻璃629
20.2.1基本概念629
20.2.2分类630
20.2.3参数631
20.2.4制备方法632
20.2.5发展、现状及其应用633
20.3阳光控制镀膜玻璃634
20.3.1概念和机理634
20.3.2阳光控制膜分类635
20.3.3制备方法635
20.3.4参数635
20.3.5阳光控制膜发展现状636
20.4自清洁膜636
20.4.1自清洁原理637
20.4.2自清洁玻璃的分类637
20.4.3制备方法637
20.4.4发展现状638
20.5透明导电膜638
20.5.1基本概念638
20.5.2分类639
20.5.3制备方法642
20.5.4发展现状及应用643
20.6着色膜644
20.6.1基本概念644
20.6.2分类644
20.6.3制备方法647
20.6.4应用648
参考文献648第21章玻璃工业的污染和防治/650
21.1气体的污染和防治650
21.1.1玻璃行业中主要气体污染物的危害650
21.1.2污染的来源及现状651
21.1.3治理的要求652
21.1.4减少污染的方法及现状653
21.2烟气烟尘、粉尘的污染和防治661
21.2.1污染的来源及现状661
21.2.2治理的要求661
21.2.3减少污染的方法及现状662
21.3噪声的污染和防治667
21.3.1噪声的来源与危害667
21.3.2噪声的表征667
21.3.3噪声的允许值668
21.3.4玻璃行业噪声来源669
21.3.5噪声的控制与防治670
21.4固体废弃物的污染和防治670
21.4.1固体废弃物的来源和危害670
21.4.2固体废弃物污染的防治672
21.5废水的污染和防治673
21.5.1玻璃行业废水来源与污染物种类673
21.5.2玻璃行业污染物废水排放标准要求674
21.5.3玻璃行业污染物治理措施675
参考文献679第22章玻璃工业的循环经济与绿色生产/681
22.1循环经济的基础及其重要性681
22.1.1循环经济概念681
22.1.2循环经济的基础683
22.1.3我国发展循环经济的重要性684
22.2平板玻璃行业的循环经济686
22.2.1平板玻璃行业发展概况686
22.2.2平板玻璃行业循环经济模式687
22.2.3平板玻璃行业资源节约与循环利用688
22.2.4平板玻璃行业的绿色生产与环境保护695
22.3日用玻璃行业的循环经济700
22.3.1我国日用玻璃发展概况700
22.3.2日用玻璃行业循环经济模式700
22.3.3日用玻璃行业的循环经济具体措施701
22.3.4日用玻璃行业的绿色生产与环境保护705
参考文献712第三篇玻璃的性质与检测
第23章玻璃的分相与析晶/714
23.1分相机理714
23.1.1分相现象及产生的原因714
23.1.2分相现象研究的技术方法716
23.1.3分相机理718
23.2分相对性质的影响720
23.2.1分相对玻璃成核的影响720
23.2.2玻璃成分与分相的关系721
23.2.3分相对玻璃结构与性质的影响722
23.2.4分相的研究进展724
23.3析晶机理725
23.3.1析晶产生的原因725
23.3.2晶体的生长及长大理论725
23.3.3玻璃析晶的测定方法726
23.4影响析晶的因素728
23.4.1玻璃成分及结构728
23.4.2玻璃分相728
23.4.3制备工艺729
参考文献729第24章玻璃的黏度和表面张力/731
24.1玻璃的黏度731
24.1.1黏度的定义及玻璃黏度的工艺意义731
24.1.2玻璃黏度的测定方法731
24.1.3玻璃黏度与温度的关系732
24.1.4玻璃黏度与成分的关系736
24.2玻璃的黏弹性738
24.2.1黏弹性原理738
24.2.2玻璃黏弹性的测定方法738
24.2.3各种玻璃的黏弹性738
24.3玻璃的表面张力740
24.3.1表面张力的定义及其工艺意义740
24.3.2玻璃表面张力的测定方法741
24.3.3玻璃的表面张力与温度的关系741
24.3.4玻璃的表面张力与成分的关系742
参考文献743第25章玻璃的密度/744
25.1玻璃密度的定义与测定方法744
25.2玻璃密度与成分的关系745
25.2.1玻璃成分对密度的影响规律745
25.2.2玻璃密度的计算方法745
25.3热处理引起的玻璃密度变化748
25.4玻璃在高压下的致密化748
参考文献750第26章玻璃的力学性质/751
26.1玻璃的弹性751
26.1.1玻璃的弹性模量751
26.1.2玻璃弹性模量的测试方法752
26.2玻璃的硬度753
26.3玻璃的强度757
26.3.1玻璃的理论强度与实际强度757
26.3.2玻璃强度的评价方法758
26.4玻璃的断裂韧性760
26.5玻璃的疲劳与亚临界裂纹扩展760
26.6玻璃的抗冲击性能763
26.7玻璃的表面接触损伤评价763
26.8玻璃的抗热震性能764
26.9玻璃强度的离散性和韦泊尔模数765
26.10玻璃的脆度和冲击阻力766
26.11玻璃的蠕变和应力松弛768
26.12玻璃力学性质的在线测试和保证试验768
26.13中空玻璃密封性的检测方法769
26.14真空玻璃真空度在线检测方法771
26.15钢化玻璃自爆机理及风险预测774
26.15.1硫化镍微粒引起钢化玻璃自爆的机理774
26.15.2异质颗粒引起的钢化玻璃自爆的机理775
26.15.3预测钢化玻璃自爆风险的方法777
26.16玻璃幕墙可靠性评价与无损在线测试方法777
26.17玻璃表面薄膜力学性质表征与评价779
26.17.1膜层的硬度和弹性模量780
26.17.2复合硬度模型研究膜层材料的本征硬度782
26.17.3膜基界面强度783
26.17.4膜层的残余应力785
26.17.5膜层的摩擦磨损性能786
参考文献786第27章玻璃的热学性质/789
27.1玻璃的热容789
27.2玻璃的热膨胀792
27.2.1热膨胀系数及其测定792
27.2.2玻璃膨胀系数与温度的关系794
27.2.3玻璃的热膨胀曲线794
27.2.4玻璃的膨胀系数与化学组成的关系796
27.2.5玻璃膨胀系数的计算797
27.2.6膨胀系数与玻璃热历史的关系801
27.3玻璃的热传导802
27.3.1热传导与化学组成的关系802
27.3.2热传导与温度的关系803
27.4玻璃的耐热性804
27.4.1影响玻璃耐热性的因素804
27.4.2玻璃耐热性的测定806
参考文献808第28章玻璃的光学性质/810
28.1玻璃对光的折射与散射810
28.1.1玻璃的折射810
28.1.2玻璃的散射824
28.2玻璃对光的透射与吸收827
28.2.1吸收和透过827
28.2.2光吸收的测量828
28.2.3红外吸收和紫外吸收828
28.3玻璃的非线性光学效应831
28.3.1玻璃的非线性光学现象831
28.3.2玻璃的非线性折射率832
28.3.3玻璃非线性折射率的
测量832
28.3.4玻璃的非线性光学性质与组成834
参考文献839第29章玻璃的着色和脱色/841
29.1着色玻璃的颜色表示方法841
29.1.1色度坐标和色坐标图841
29.1.2光谱的透过和吸收841
29.2离子着色842
29.2.1离子着色理论842
29.2.2离子着色的着色剂843
29.2.3多种离子组合着色850
29.2.4离子着色玻璃的实用例子850
29.3金属胶体着色854
29.3.1金属胶体着色理论854
29.3.2金属胶体着色的着色剂854
29.4半导体着色855
29.4.1半导体着色机理855
29.4.2半导体着色的着色剂857
29.4.3半导体着色玻璃的显色859
29.5非金属元素及化合物着色859
29.5.1着色机理859
29.5.2着色剂859
29.6辐照着色860
29.6.1曝光着色861
29.6.2辐射着色861
29.6.3光致变色861
29.7玻璃的脱色861
29.7.1化学脱色862
29.7.2物理脱色862
29.8着色玻璃的最新进展和实际应用862
29.8.1着色玻璃最近十年的新进展862
29.8.2着色离子在氟磷酸盐玻璃中的着色863
29.8.3新型着色玻璃的实际应用865
参考文献867第30章玻璃的发光/868
30.1玻璃的发光机理868
30.2过渡金属离子发光868
30.2.1dn离子发光868
30.2.2s2离子发光869
30.2.3U6+离子发光870
30.3稀土离子发光870
30.3.1稀土的电子层结构870
30.3.2能级与跃迁872
30.3.3异常价态稀土离子的光谱特性876
30.3.4能量传递和浓度猝灭876
30.3.5稀土离子发光实例877
30.4玻璃的荧光880
30.4.1长余辉发光玻璃880
30.4.2X射线发光玻璃882
30.4.3上转换发光玻璃884
30.4.4下转换发光885
30.4.5敏化发光887
30.4.6其他玻璃的荧光现象888
参考文献889第31章玻璃的电学性质/891
31.1玻璃的电绝缘性891
31.1.1玻璃的电绝缘性与导电机理891
31.1.2玻璃电绝缘性的测定891
31.1.3玻璃的电阻率与化学组成的关系893
31.1.4玻璃的电导率与温度的关系901
31.1.5玻璃电绝缘性的估算904
31.2玻璃的介电性906
31.2.1玻璃的介电常数906
31.2.2玻璃的介电损耗911
31.3玻璃的导电性918
31.3.1含多价过渡元素组成的玻璃919
31.3.2钒磷氧化物玻璃921
31.3.3硫属玻璃924
参考文献925第32章玻璃的磁学性质/927
32.1玻璃磁性的来源927
32.1.1电子自旋与磁性927
32.1.2自发磁化与磁性927
32.1.3磁畴与磁性928
32.2玻璃的磁化率与磁性分类928
32.2.1玻璃的磁化率928
32.2.2磁性分类928
32.3玻璃中的磁效应930
32.3.1微晶玻璃的磁滞生热效应930
32.3.2玻璃的法拉第旋光效应933
32.3.3玻璃的电磁屏蔽效应937
32.4玻璃的穆斯堡尔效应938
32.4.1穆斯堡尔效应的概念938
32.4.2穆斯堡尔效应的应用938
32.4.3玻璃的穆斯堡尔效应941
参考文献942第33章玻璃在高压或微重力下的性质/944
33.1玻璃在高压下的性质变化944
33.1.1玻璃结构的演变944
33.1.2玻璃的致密化945
33.1.3玻璃的分相和析晶947
33.1.4玻璃的吸收和发光性能948
33.1.5玻璃的导电性能950
33.1.6玻璃中离子的还原950
33.1.7玻璃的力学性能改变951
33.1.8玻璃中气体溶解度的
变化951
33.2玻璃在微重力下的性质952
33.2.1新型玻璃的熔制952
33.2.2玻璃的分相与析晶953
33.2.3玻璃表面的润湿行为955
33.2.4玻璃复合材料955
33.2.5玻璃与气体955
参考文献955第34章玻璃的化学性质/959
34.1玻璃的侵蚀机理959
34.1.1玻璃的侵蚀类型959
34.1.2水对玻璃的侵蚀机理960
34.1.3酸对玻璃的侵蚀机理968
34.1.4碱对玻璃的侵蚀机理969
34.2玻璃的化学稳定性969
34.2.1硅酸盐玻璃的化学稳定性970
34.2.2镧玻璃的化学稳定性974
34.2.3碲玻璃的化学稳定性975
34.2.4硫系化物玻璃的化学稳定性976
34.2.5氧氟化物玻璃的化学稳定性977
34.2.6硼硅酸盐包层玻璃的化学稳定性980
34.3玻璃化学稳定性的测量982
34.3.1钠钙硅玻璃化学稳定性的测量982
34.3.2镧玻璃化学稳定性的测量983
34.3.3碲玻璃化学稳定性的测量983
34.3.4氟化物玻璃化学稳定性的测量983
34.3.5多组分硼硅酸盐玻璃化学稳定性测试984
34.3.6玻璃化学稳定性的近似估算984
34.4玻璃的风化985
34.4.1玻璃风化的机理986
34.4.2各种因素对玻璃风化的影响987
34.4.3玻璃风化的检测方法992
34.4.4表面风化产物992
34.4.5防止玻璃发霉的方法994
参考文献995第35章玻璃的表面性质/997
35.1玻璃表面的基本特性997
35.2玻璃表面的结构998
35.2.1新鲜玻璃表面结构998
35.2.2实际玻璃表面结构1002
35.3玻璃表面的化学组成1005
35.3.1平板玻璃的表面组成1005
35.3.2瓶罐玻璃的表面组成1009
35.3.3玻璃纤维与玻璃带的表面组成1011
35.3.4铝硼硅酸盐玻璃管的表面组成1012
35.4玻璃的表面能1012
35.4.1液态和固态的表面能1012
35.4.2玻璃的表面能1013
35.5玻璃的表面形貌1015
35.5.1玻璃的表面不平整性1015
35.5.2玻璃表面形貌的表征1017
……
第40章玻璃的离子注入/1121

序言
玻璃是国民经济相关部门、国防军工、高科技产业和人民生活等诸多方面都不可或缺的重要材料。进入新世纪以来,在科学发展观指导下,玻璃工业产业规模、结构调整、质量品种、节能减排和经济效益取得巨大发展进步,科技创新和人才培养也硕果累累。这得益于我国改革开放政策的深入贯彻落实,得益于国民经济长期稳定较快发展,得益于玻璃行业职工和科技人员的艰苦努力。也应该指出,一大批科技出版物的问世,对于推动玻璃业界的学术交流、信息传播、科技普及、解疑释惑等方面所发挥的作用是深远的。
王承遇、陶瑛教授作为我的老学长,与我相识四十余年。我在大连工作期间曾得到过他们在学识上的指点。他俩一生从事崇高的教育事业,教书育人之余热心编书立著。前几年主编的《玻璃材料手册》出版后,现又应读者的要求组织了数十位老中青结合的专家学者队伍,着手主编这部《玻璃性质与工艺手册》。此手册与玻璃工艺学各有侧重,工艺手册将实用性与前瞻性相融合,在收集了国内外大量资料的基础上,结合作者科研生产实践,既详细阐述了传统玻璃生产工艺,又介绍了若干科技前沿,如玻璃与飞秒激光作用、高能束流对玻璃的改性、高压微重力下玻璃的性质、玻璃结构的研究方法等;书中还列举了平板玻璃、日用玻璃工业的生产准入条件、清洁生产评价指标体系和设计规范,填补了我国玻璃工具书在这方面的空白。我相信,本手册的出版发行,对提高玻璃工作者的科学技术素质,加快技术创新步伐将发挥很有益的作用。

中国硅酸盐学会理事长

2013年6月

文摘
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以上叙述了加高压后玻璃的特性。对玻璃科学而言,这些知识肯定是很有趣的,正如诺贝尔物理学奖获得者Anderson P W所描述的“在固体物理学总最核心也是最有趣的问题之一即是对玻璃的本质和玻璃转变的研究”。静态高压下玻璃可考虑用于结构材料或压力传递介质。在先进玻璃加工手段(如飞秒激光辐照)发展中,高频脉冲激光在玻璃中瞬间形成高压场,玻璃的各性质发牛蛮化,研究者们正进行详细深入的研究。
33.2玻璃在微重力下的性质
微重力是指重力的作用被大幅度减弱,即受地心引力很小或失去重力,有时也被称为失重。这种现象正如人们所熟悉的宇宙飞行员在太空舱内或在月球表面移动时那种飘忽不定的状态。这种环境与地球表面受正常地心引力相比具有如下特征:由于重力导致的对流消失或接近消失,物质的传递速率和沉积速率会因之降低,流体的静水压会减小,由浮力导致的流动等也会减弱。微重力环境可以采用落塔、飞机、火箭、航天飞行器以及空间站等模拟手法得到。应用微重力环境进行玻璃的研究才二十多年,研究的范围也比较小。
微重力环境下玻璃的研究工作主要集中在研究玻璃熔制、分相和析晶、玻璃的表面润湿及和其他材料复合等方面。美国航空航天局(NAsA)、前苏联和欧洲航空航天局(ESA)是较早开展空间玻璃研究的国家和地区。国外早期的飞行实验主要是进行探索和理论研究。据不完全统计,国外玻璃方面的上天实验有28次之多。
33.2.1新型玻璃的熔制
微重力环境下,玻璃熔体悬浮于空间,不与容器壁接触,不会有因容器而带入杂质的问题,只要玻璃原料足够纯,就能熔制出高纯度玻璃。另外,由于悬浮于空间,不会发生异相成核,降低了析晶倾向,可将原认为是非玻璃形成区域的组分熔制成玻璃。此外也不必考虑容器的耐高温问题,熔化温度不受限制,只要加热源能够满足要求,就能熔化出高熔点玻璃。在微重力环境下,不存在热对流(重力对流),熔体中质点的移动或流动仅靠扩散和表面张力差。因此,能将不同密度的组分均匀混合而不会发生分层,再结合相分离技术,可以熔制出可控透光率分布或折射率分布的光学功能玻璃。在没有静压力的状态下,不存在因自重而造成的液体形变,这时玻璃的自然成形主要受表面张力或界面张力的支配,因而能够制出非常圆滑的玻璃圆球。如果采用声波或等非接触性外力控制成形,则可熔制出具有特殊形状的玻璃。

内容简介
《玻璃性质与工艺手册》以玻璃物理化学与工艺理论为主线,贯穿玻璃结构与性质及其研究方法,玻璃成分、原料、熔制、退火、成形和加工工艺,玻璃成分分析与物性检测,玻璃工业环境污染与防治四大板块。包括第一篇概论,分为玻璃发展历程、玻璃本质与形成;第二篇玻璃制造与加工,分为成分、原料、原料处理、配合料制备、熔化、窑炉、窑炉耐火材料、成形、成形模具、玻璃缺陷、退火与淬火、退火炉与热处理炉、热加工、封接、研磨与抛光、切割、钻孔、磨边与磨刻、表面化学处理、镀膜、污染防治、循环经济与绿色生产;第三篇玻璃性质与检测,分为分相与析晶、黏度和表面张力、密度、力学、热学、光学、电磁学、化学与表面性质、高压或微重力下的性质、着色和脱色、氧化还原、酸碱概念、放射线与脉冲束辐照效应、离子注入、飞秒激光作用、成品及原料化学分析、性能测试、研究方法、结构模型。根据科学发展观,介绍国内外在资源有效利用、节能环保方面的新工艺新设备及我国玻璃工业准入条件、清洁生产评价指标体系。本书由高校、科研及产业19个单位40名专家编写,其中一些为编写者的科研成果,如玻璃与飞秒激光作用、玻璃的脉冲束辐照效应、玻璃的离子注入等为其他手册中很少涉及的。
本书可供建材、轻工、化工、电子、电光源等行业从事玻璃科研、生产、设计和应用的科技人员、管理人员阅读,也可作为高等院校材料科学与工程、无机非金属材料、建筑材料、化学工程等专业师生的参考书。

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