玻璃工艺学

.1.5硅酸盐玻璃结构16
1.5.1碱硅酸盐玻璃结构16
1.5.2钠钙硅玻璃结构16
1.6硼酸盐玻璃结构17
1.6.1碱硼酸盐玻璃结构17
1.6.2钠硼硅玻璃结构18
1.7磷酸盐玻璃结构20
1.8其他氧化物玻璃结构20
1.8.1铝酸盐玻璃20
1.8.2铝硼酸盐玻璃21
1.8.3铍酸盐、钒酸盐等类型玻璃21
1.9逆性玻璃21
1.10硫属化合物玻璃23
1.11卤化物玻璃24
1.12玻璃结构中阳离子的分类24
1.12.1网络生成体氧化物24
1.12.2网络外体氧化物24
1.12.3中间体氧化物25
1.13各种氧化物在玻璃中的作用25
1.13.1碱金属氧化物的作用25
1.13.2二价金属氧化物的作用26
1.13.3氧化铝29
1.13.4氧化硼30
1.13.5氧化镧30
1.13.6氧化铋30
1.13.7氧化锆30
1.13.8氧化钛30
1.14玻璃的热历史31
1.14.1玻璃在转变温度区的结构、性能的变化规律31
1.14.2热历史对性能的影响32
1.14.3理论分析33
1.15玻璃成分、结构、性能之间的关系34
思考题36
第2章玻璃的形成规律37
2.1玻璃的形成方法37
2.2玻璃形成的热力学条件38
2.3玻璃形成的动力学条件38
2.4玻璃形成的结晶化学理论42
2.4.1熔体结构42
2.4.2键强42
2.4.3键性43
2.4.4温特的原子构造理论44
2.5氧化物玻璃形成区45
2.5.1一元系统玻璃45
2.5.2二元系统玻璃形成区45
2.5.3三元系统玻璃形成区47
思考题55
第3章熔体和玻璃体的相变56
3.1玻璃分相56
3.1.1两种不同分相结构及机理57
3.1.2二元系统玻璃的分相59
3.1.3三元系统玻璃的分相60
3.1.4玻璃分相的原因61
3.1.5分相对玻璃性能的影响62
3.2玻璃的析晶64
3.2.1成核过程65
3.2.2晶体生长68
3.2.3影响玻璃析晶的因素68
3.3微晶玻璃的核化和晶化69
3.3.1低膨胀锂铝硅微晶玻璃的晶相70
3.3.2低膨胀锂铝硅微晶玻璃的成核剂71
3.3.3低膨胀锂铝硅微晶玻璃的热处理过程71
3.4玻璃的析晶缺陷72
3.4.1玻璃析晶缺陷产生的原因72
3.4.2影响玻璃析晶缺陷产生的因素72
思考题74
第4章玻璃的黏度及表面性质75
4.1玻璃的黏度75
4.1.1黏度与温度的关系75
4.1.2黏度与熔体结构的关系78
4.1.3黏度与玻璃组成的关系78
4.1.4黏度参考点81
4.1.5黏度在生产中的应用81
4.1.6黏度的计算和测定83
4.2玻璃的表面张力86
4.2.1玻璃表面张力的物理与工艺意义86
4.2.2玻璃表面张力与组成、温度的关系87
4.2.3玻璃的润湿性及影响因素90
4.3玻璃的表面性质91
4.3.1玻璃的表面组成与表面结构91
4.3.2玻璃表面的离子交换93
4.3.3玻璃的表面吸附93
思考题93
第5章玻璃的力学性能及热学性能95
5.1玻璃的力学性能95
5.1.1玻璃的机械强度95
5.1.2玻璃的弹性100
5.1.3玻璃的硬度与脆性102
5.1.4玻璃的密度104
5.2玻璃的热学性能107
5.2.1玻璃的热膨胀系数107
5.2.2玻璃的比热容112
5.2.3玻璃的导热性112
5.2.4玻璃的热稳定性114
思考题116
第6章玻璃的化学稳定性117
6.1玻璃的侵蚀机理117
6.1.1水对玻璃的侵蚀117
6.1.2酸对玻璃的侵蚀118
6.1.3碱对玻璃的侵蚀119
6.1.4大气对玻璃的侵蚀119
6.2影响玻璃化学稳定性的因素120
6.2.1化学组成的影响120
6.2.2热处理的影响121
6.2.3表面状态的影响122
6.2.4温度和压力的影响122
6.3特殊的侵蚀情况123
6.3.1玻璃的脱片现象123
6.3.2玻璃的生物发霉124
6.3.3金属蒸气对玻璃的侵蚀124
6.4玻璃化学稳定性的测定方法124
6.4.1粉末法124
6.4.2表面法125
思考题125
第7章玻璃的电学及磁学性质126
7.1玻璃的导电性126
7.1.1玻璃的导电机理126
7.1.2玻璃的电导率126
7.1.3玻璃的表面电导率130
7.2玻璃的介电性130
7.2.1玻璃的介电常数130
7.2.2玻璃的介电损耗132
7.2.3玻璃的介电强度133
7.3玻璃的半导体性133
7.4玻璃的磁学性质135
7.4.1玻璃的磁化率135
7.4.2玻璃的反磁性135
7.4.3玻璃的顺磁性135
思考题136
第8章玻璃的光学性质137
8.1玻璃的折射率137
8.1.1玻璃折射率与组成的关系138
8.1.2玻璃的色散140
8.1.3玻璃折射率与温度、热历史的关系141
8.2玻璃的光学常数142
8.3玻璃的反射、散射、吸收和透过143
8.3.1反射143
8.3.2散射143
8.3.3吸收和透过144
8.4玻璃的红外和紫外吸收145
8.4.1红外吸收145
8.4.2紫外吸收146
思考题147
第9章玻璃的着色和脱色148
9.1概述148
9.2离子着色149
9.2.1离子的电子层结构与光吸收的关系149
9.2.2第4周期过渡金属离子的着色149
9.2.3稀土金属离子的着色150
9.2.4离子着色理论152
9.2.5常见离子的着色158
9.2.6离子的混合着色163
9.3硫、硒及其化合物的着色166
9.3.1硫-硒着色玻璃167
9.3.2硫-碳着色玻璃168
9.3.3硫化镉和硒化镉着色玻璃170
9.4金属胶体着色171
9.4.1金属离子的溶解172
9.4.2金属离子的还原172
9.4.3金属原子的成核和长大172
9.5玻璃的其他着色方法173
9.5.1玻璃的辐射着色173
9.5.2热喷涂着色174
9.5.3感光着色174
9.5.4光致变色玻璃175
9.5.5扩散着色175
9.6颜色的表示方法175
9.6.1cie系统176
9.6.2x-y颜色图176
9.6.3有色玻璃的色度计算177
9.7玻璃的脱色178
9.7.1玻璃脱色原理178
9.7.2硒-钴脱色178
9.7.3硒-钴脱色中的问题178
思考题179第2篇玻璃工艺基础
第10章原料及原料选择183
10.1原料概述及分类183
10.2原料的选择183
10.3主要原料184
10.3.1引入酸性氧化物的原料184
10.3.2引入碱土金属氧化物及其他二价
金属氧化物的原料189
10.3.3引入碱金属氧化物的原料192
10.3.4引入四价金属氧化物的原料196
10.3.5天然含碱原料与矿渣原料196
10.4辅助原料197
10.4.1澄清剂197
10.4.2着色剂200
10.4.3脱色剂202
10.4.4乳浊剂204
10.4.5助熔剂205
10.4.6氧化剂与还原剂205
10.5碎玻璃206
10.6稀土元素氧化物在玻璃工业中的应用207
10.7原料的标准化、专业化生产和均化技术207
10.7.1原料的标准化、专业化生产207
10.7.2原料的均化技术208
思考题214
第11章配合料制备215
11.1玻璃组成的设计和确定215
11.1.1设计与确定玻璃组成的步骤216
11.1.2玻璃组成的设计与确定方法举例217
11.2配合料的计算221
11.3配合料的制备225
11.3.1配合料的质量要求225
11.3.2原料的运输和贮存227
11.3.3原料的加工处理228
11.3.4配合料的称量232
11.3.5配合料的混合232
11.3.6配合料的输送与贮存233
11.3.7配合料的质量检验233
11.3.8配合料的粒化234
思考题235
第12章玻璃的熔制236
12.1玻璃的熔制过程236
12.2硅酸盐形成和玻璃的形成237
12.2.1配合料的加热反应237
12.2.2硅酸盐形成过程的动力学239
12.2.3玻璃形成过程的动力学241
12.3玻璃的澄清243
12.3.1配合料熔化过程气体的析出243
12.3.2玻璃中气泡的形成243
12.3.3气体在玻璃熔体中的溶解及
扩散245
12.3.4从熔体中排出气泡及气体246
12.4玻璃液的均化253
12.5玻璃液的冷却253
12.6影响玻璃熔制过程的工艺因素254
12.6.1玻璃组成254
12.6.2原料的性质及其种类的选择254
12.6.3配合料的影响254
12.6.4投料方式的影响255
12.6.5加速剂的影响255
12.6.6熔制制度的影响256
12.6.7玻璃液流的影响257
12.6.8窑炉、耐火材料的影响257
12.6.9熔制工艺改进的影响257
12.7玻璃熔制的温度制度257
12.7.1坩埚窑中玻璃熔制的温度制度257
12.7.2池窑中玻璃熔制的温度制度259
12.8玻璃池窑用耐火材料的选用和蚀变262
12.8.1玻璃池窑用耐火材料的种类与选用262
12.8.2耐火材料在池窑中的蚀变264
思考题271
第13章玻璃体的缺陷272
13.1概述272
13.2气泡272
13.2.1一次气泡273
13.2.2二次气泡273
13.2.3耐火材料气泡275
13.2.4污染泡275
13.2.5金属铁引起的气泡276
13.2.6气泡的检验276
13.3结石276
13.3.1配合料结石277
13.3.2耐火材料结石277
13.3.3析晶结石280
13.3.4硫酸盐夹杂物282
13.3.5黑色夹杂物“黑斑子”与污染物282
13.3.6结石的检验282
13.4条纹和节瘤284
13.4.1熔制不均匀引起的条纹和节瘤285
13.4.2耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤286
13.4.3窑碹玻璃滴引起的条纹和节瘤286
13.4.4结石熔化引起的条纹和节瘤286
13.4.5表面张力对消除条纹的作用287
13.4.6条纹和节瘤的检验287
思考题290
第14章玻璃的成形291
14.1概述291
14.2玻璃的性能对成形的作用291
14.2.1黏度对成形的作用291
14.2.2表面张力对成形的作用292
14.2.3弹性对成形的作用292
14.2.4比热容、热导率、热膨胀、表面辐射强度和透热性对成形的作用293
14.3玻璃的成形制度293
14.3.1玻璃成形过程中的热传递294
14.3.2玻璃的成形制度295
14.4玻璃的成形方法300
14.4.1人工成形300
14.4.2玻璃管的成形302
14.4.3玻璃瓶罐的成形304
14.4.4平板玻璃的成形307
14.4.5其他成形方法314
思考题315
第15章玻璃的退火与钢化316
15.1玻璃中的应力316
15.1.1玻璃中的热应力316
15.1.2玻璃中的结构应力318
15.1.3玻璃的机械应力318
15.1.4玻璃中应力的表示和测定318
15.2玻璃的退火322
15.2.1玻璃中应力的消除322
15.2.2玻璃的退火温度323
15.2.3玻璃的退火工艺325
15.2.4制定退火制度时的有关问题326
15.2.5玻璃的精密退火和退火设备327
15.3玻璃的钢化329
15.3.1玻璃的物理钢化329
15.3.2玻璃的化学钢化334
思考题338
第16章玻璃的加工339
16.1玻璃的冷加工339
16.1.1研磨与抛光339
16.1.2切割与钻孔345
16.1.3喷砂及砂雕347
16.1.4刻花与雕刻349
16.2玻璃制品的热加工352
16.2.1玻璃制品的热加工原理352
16.2.2玻璃制品热加工的主要方法352
16.2.3特殊加工方法353
16.2.4玻璃的热弯360
16.3玻璃的封接362
16.3.1封接原理362
16.3.2对封接玻璃的性能要求363
16.3.3与玻璃封接用的金属365
16.3.4封接的形式365
16.3.5玻璃封接的条件367
思考题368
第17章玻璃表面处理技术369
17.1玻璃表面的清洁处理369
17.1.1表面清洁度的检验标准369
17.1.2清洁处理方法370
17.2玻璃表面的化学蚀刻、化学抛光和蒙砂372
17.2.1玻璃表面的化学蚀刻372
17.2.2玻璃表面的化学抛光373
17.2.3玻璃表面的化学蒙砂374
17.3玻璃表面镀膜的方法376
17.3.1化学还原法376
17.3.2化学气相沉积法376
17.3.3溶胶-凝胶法377
17.3.4真空蒸发镀膜法378
17.3.5阴极溅射镀膜法379
17.3.6离子镀膜法379
17.4镀膜类玻璃380
17.4.1热反射玻璃380
17.4.2吸热玻璃381
17.4.3低辐射玻璃381
17.4.4表面导电膜383
17.4.5电致变色膜385
17.4.6玻璃表面的憎水膜和防雾膜386
17.4.7玻璃表面着色387
17.4.8表面光学薄膜388
思考题391
第18章玻璃工业的环境保护392
18.1玻璃自身有害物的污染与防治392
18.1.1玻璃自身有害物的危害性392
18.1.2玻璃中有害物溶出的污染及防治393
18.1.3玻璃原料中有害物挥发的污染及防治394
18.2玻璃工业对大气的污染395
18.2.1废气污染及其防治395
18.2.2粉尘污染及其防治399
18.3玻璃工业对水体的污染及其治理402
18.3.1玻璃工厂中废水的来源402
18.3.2废水污染治理的措施403
18.4噪声及其防治405
18.4.1噪声的危害405
18.4.2噪声允许标准405
18.4.3噪声的分类406
18.4.4噪声的防治406
思考题407
附录ⅰ常用的玻璃原料转化系数408
附录ⅱ英国、美国、联邦德国、前苏联筛子
的规格409
参考文献411