玻璃工艺学复习资料

第一章玻璃的定义与结构

1、解释转变温度、桥氧、硼反常现象和混合碱效应。

转变温度：使非晶态材料发生明显结构变化，导致热膨胀系数、比热容等性质发生突变的温度范围。

非桥氧：仅与一个成网离子相键连，而不被两个成网多面体所共的氧离子则为非桥

氧。

桥氧：玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧离子，即起“桥梁”作用的氧离子。

硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，往往在性质变化曲线中产生极大值和极小值，这现象也称为硼反常性。

混合碱效应：在二元碱玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。这一效应叫做混合碱效应。

2、玻璃的通性有哪些？

各向同性；无固定熔点；介稳性；渐变性和可逆性；

①.各向同性

玻璃态物质的质点总的来说都是无规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何方向都是相同的。这一点与液体类似，液体内部质点排列也是无序的，不会在某一方向上发现与其它方向不同的性质。从这个角度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。

②.无固定熔点

玻璃态物质由熔体转变成固体是在一定温度区域（软化温度范围）内进行的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历几百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。

③.介稳性

玻璃态物质一般是由熔融体过冷而得到。在冷却过程中粘度过急剧增大，质点来不及作有规则排列而形成晶体，因而系统内能尚未处于最低值而比相应的结晶态物质含有较高的能量。还有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。

④.性质变化的渐变性和可逆性

玻璃态物质从熔融状态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质变化是连续的和可逆的，其中有一段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。

3、分别阐述玻璃结构的晶子学说和无规则网络学说内容。

答：（1）玻璃的晶子学说揭示了玻璃中存在有规则排列区域，即有一定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶子学说机械地把这些有序区域当作微小晶体，并未指出相互之间的联系，因而对玻璃结构的理解是初级和不完善的。总的来说，晶子学说强调了玻璃结构的近程有序性、不均匀性和不连续

性。（2）玻璃的无规则网络学说是1932年由查哈里阿森提出的，该学说借助于离子结晶化学的一些原则，并参照玻璃的某些性能（如硬度、热传导、电绝缘性等）与相应的晶体的相似性而提出的。像石英一样，熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体，玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成的，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故不同于晶态石英结构。当熔融的石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时，硅氧网络断裂，碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中，以维持网络中局部的电中性。对硼酸盐与磷酸盐玻璃也作了类似的描述。

第二章玻璃的形成与规律

1、混合键性为何易于形成玻璃？

答：因为既具有离子键易改变键角、以形成无对称变形的趋势，又具有共价键的方向和饱和性，不易改变键长和键角的倾向。前者造成玻璃的长城无序；后者赋予玻璃的短程有序，因此极性共价键化合物易形成玻璃。

2、什么是3T图？

答：所谓的3T图是通过T-T-T（即温度-时间-转变）曲线法，以确定物质形成玻璃能力的大小。

3、三元系统玻璃形成区共有多少种?

答：①仅含有一种网络形成体（F）的三元系统，该三元系统共有15种。

②含有两种网络形成体（F和F、

）的三元系统，该系统共有5种。③含有三种网络形成体的三元系统，该三元系统的只有一种。所以共有15+5+1=21种。

第三章玻璃的分相和析晶

1、解释：均匀成核、非均匀成核、分相。

均匀成核：在宏观均匀的玻璃中，没有外来物参与，与相界、结构缺陷等无关的成核过程。又称本征成核、自发成核。

非均匀成核：依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核过程。

分相：玻璃的分相实质熔体和玻璃体在冷却或热处理过程中，从均匀的液相或玻璃相在转变为晶相或形成两种互不相溶的液相。

2、影响结晶的因素有哪些？

答：（1）温度（2）黏度（3）杂质（4）界面自由能

3、玻璃析晶的两个阶段及其相互间的关系是什么？

答：玻璃的析晶阶段包括晶核成长和晶体长大两个阶段。

当形成稳定的晶核后，在适当的过冷度和过饱和的条件下，熔体中的原子向界面迁移。到达适当的生长位置，使晶体长大。所以晶体长大的条件是建立在可以形成晶核之上的。

4、玻璃分相的类型和分相结构的特点是什么？

答：分为稳定分相和亚稳分相，在亚稳区中分相后形成一种分散的孤立滴状结构，而在不稳区则形成一种三维空间互相连接的联通结构。

5、高硅氧玻璃的制备原理及生产工艺？

答：高硅氧玻璃纤维其工艺原理是利用玻璃在熔融或冷却过程中，二个或二个以上互不相容的液相彼此分离，成微不均匀性，利用其结构的分相而生产的。

高硅氧玻璃纤维的生产工艺：高硅氧玻璃纤维的生产是以合适的原始玻璃成分，按普通玻璃纤维的生产工艺制成纱、布等各种制品，经过酸沥滤和热烧结工艺，即得到耐高温性能接近石英纤维的高硅氧制品，对原始玻璃组分，目前主要有以E玻璃以及

Si02-B203-Na2O和Si02-B203二元系统为原始玻璃组分，我国主要采用三组分的纳硼硅酸盐玻璃，其主要的制品生产工艺流程如图1所示：

在生产中，将高硅氧制品经酸沥滤，利用其结构的分相，使B203和Na2O组分沥滤出来转入溶液中，使Si02富集量达到96％以上的微孔硅氧骨架，然后再经600一800℃的高温热烧结定型，使微孔闭合，骨架结构趋于紧密，而制得高性能的高硅氧玻璃纤维制品。

第四章玻璃的性质

1、何为玻璃的料性？

答：是指玻璃随着温度变化其年黏度变化的速度称为玻璃的料性。

2、试述黏度在玻璃生产中的作用？

答：在生产中玻璃的熔化、澄清、均化、供料、成型、退火等工艺过程的温度制度，一般是以其对应的黏度为依据制定的。

3、试述玻璃表面张力的工艺意义？

答：在熔制过中，表面张力在一定程度上决定了玻璃液中气泡的长大和排除，在一定条件下，微小气泡在表面张力作用下，可溶解于玻璃液中。均化时，条纹及节瘤扩散和溶解的速度取决于主体玻璃和条纹表面张力的相对大小。如果条纹的表面张力较小，则条纹力求展开成薄膜状，并包围在玻璃体周围，这种条纹就很快的溶解而消失。相反，如果条纹（节瘤）的表面张力叫主体玻璃大，条纹力求成球形，不利于扩散和溶解，因而较难消除。在玻璃成形过程中，人工挑料或吹小泡及滴料供料时，都要借助表面张力使之达到一定的形状。拉制玻璃管、玻璃棒、玻璃丝时，由于表面张力的作用才能获得正确的圆柱形。玻璃制得拱火、火抛光也是借助表面张力。

4、为什么玻璃的实质强度较理论强度低？

答：玻璃的实际强度低的原因，是由于玻璃的脆性、玻璃中存在微裂纹（尤其是表面的微裂纹）和内部不均与区及缺陷的存在造成应力集中所引起的（由于玻璃受到应力作用时不会产生流动，表面的微裂纹急剧扩张，并且应力集中，以致破裂。

5、何谓玻璃的弹性模量？何谓玻璃的脆性？

答：弹性模量是表征材料应力与应变的关系的物理量，表示材料对形变的抵抗

力。玻璃的脆性是指当符合超过玻璃的极限强度时，不产生明显的塑性变形而立即破裂的性能。

6、影响玻璃的热膨胀系数变化的主要因素有哪些？

答：玻璃的热膨胀系数很大程度上取决于玻璃的化学组成，温度对它的影响程度也很大，此外还与玻璃的热历史有关。

7、何谓玻璃的导热性？

答：热导性是物质依靠质点的振动将热能将传递到较低温度物质的能力。热导性主要取决于玻璃的化学组成、温度及其颜色等。

8、何谓玻璃的热稳定性？影响玻璃的热稳定性的因素有哪些？

答：玻璃的热稳定性是指玻璃经受剧烈温度变化而不被破坏的性能。

①玻璃的热稳定性和玻璃的组成有关。

②玻璃自身的机械强度对对其热稳定性的影响也很明显，凡是能降低玻璃强度的因素，都能降低玻璃的热稳定性。

③玻璃的热稳定性还与其受热的制度有关。

④玻璃的热稳定性还与制品的厚度有关。

9、何谓玻璃的介电强度？何谓玻璃的介电损耗？何谓玻璃的介电常数？

答：介电常数表征在外加电场作用下介质极化过程的大小。介电损耗是指在一定频率的交流电压作用下，电介质材料由于极化或吸收现象使部分电能转化为热能的损耗。介电强度是指当施加于电介质的电压超过某一临界值时，介电中的电流突然增多，这一现象称为电击穿。发生电击穿的电压，称为电介质的耐击穿强度，又称为介电强度。

10、何为玻璃的化学稳定性？

答：玻璃制品在使用过程中受到水、酸、碱、盐、气体及化学稳试剂盒药液的侵蚀，玻璃对这些侵蚀的抵抗能力称为玻璃的化学稳定性。

11、试述水对硅酸盐玻璃的侵蚀机理？

答：水对玻璃的侵蚀开始于水中氢离子和玻璃的钠离子进行交换，反应的产物是硅酸钠，其电离强度低于氢氧化钠的强度，因此此反应使钠离子的浓度降低。随着水化反应的进行，硅原子周围有4个桥氧全部成为—OH，形成Si（OH）4。

12、水和水汽那个对玻璃的侵蚀更严重？为什么？

答：水汽比水溶液具有更大的侵蚀性。水溶液对玻璃的侵蚀是在大量水存在的情况下进行，因此从玻璃中释放的碱不断进入水溶液中（不断稀释）。所以在侵蚀过程中，玻璃表面附近水的PH值没有明显的变化。而水汽则不然，它是以微粒水滴粘附在玻璃表面。玻璃中释放的碱不能被移走，而是在玻璃的表面的水膜不断积累。随着侵蚀，碱的浓度越来越大，PH不断上升，最后类似与碱液对玻璃的侵蚀，从而加大了对玻璃的腐蚀。

13、对于硅酸盐玻璃如何提高其化学稳定性?

答：硅硅酸盐玻璃在退火过程中会发生分相，分成富硅氧相和富钠硼相。分相后形成孤岛滴球状结构，钠硼相为硅氧相包围，使易溶的钠硼相免受介质的侵蚀，则玻璃的化学稳定性将提高。如果分相后钠硼相和硅氧相形成连通结构，则玻璃的化学稳定性将会大大降低，由于易溶的钠硼相能不断的被侵蚀介质浸析出来所致。因此对三氧化硼含量较高是玻璃，其化学稳定性与退火制度的关系必须予以重视（如退火温度不能太高，退火时间也不能够过长，要尽量避免重复退火等）。

影响玻璃的化学稳定性的因素有哪些？

答：玻璃的化学稳定性主要取决于玻璃的化学组成、热处理、表面处理及温度和压力

等。6对于硅酸盐玻璃如何提高其化学稳定性？

第五章玻璃着色与脱色

1、玻璃的着色分为几类？

答：玻璃的着色大致可分为离子着色、硫硒化物着色和金属胶体着色三大类。

2、举例说明离子混合着色的应用。

答：①使用氧化铈和氧化钛混合着色，可以令人获得满意的金黄色玻璃，适于制造低热膨胀系数的耐热黄玻璃，其熔制简便，澄清良好，且不必进行显色处理，这些都是镉黄玻璃难以达到的。

②将钴和镍两种着色剂适当配比，可以获得由蓝色至蓝色的一系列色调，适于与制造艺术装饰品。

③铁和钴的混合着色可以获得灰色（略带淡黄色调），又称中性灰玻璃。随着铁、钴的比例不同，可以获得一系列深度不同的灰色玻璃。

3、写出影响金属胶体着色的主要因素有哪些？

写出金属胶体着色的工艺过程？

答：金属离子的溶解→金属离子的还原→金属原子和成核与长大

4、影响硫-碳着色的主要因素有哪些？

答：①硫对玻璃熔体氧化-还原平衡的影响

②碳对玻璃对玻璃熔体氧化-还原平衡的影响

③铁离子对玻璃熔体氧化-还原平衡的影响

④基础组成对玻璃熔体氧化-还原平衡的影响

5、何谓辐射着色？

答:玻璃在太阳能、紫外线、X射线、r射线以及激光的照射下，将发生着色、变色、发光、结构改变和结构破坏等现象叫作辐射着色。

6、简述硫硒化镉的着色机理？

答：硫硒化镉单晶都是半导体，它们都属于六方晶系，可形成连续混晶（固溶体）。硫硒化镉的吸收特性与xCd·（1-x）CdSe单晶极为类似，二者的吸收极限都随CdS与CdSe的含量比的减小向长波方向移动，而与此相对应的禁带宽度△E随之降低。

7、何谓物理脱色？何为化学脱色？

答：物理着色是通过颜色的互补来消除玻璃的颜色，使玻璃变为白色或灰色。

化学脱色是指用化学物质一般在配合料中加入氧化剂，使着色较强的Fe3+

转化成着色较弱的Fe2+。

第六章玻璃成分设计

1、玻璃组成设计的原则有哪些？

答：①根据组成、结构和性质的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求。

②根据玻璃形成图和相图，使设计的组成能够形成玻璃，析晶倾向小(微晶玻璃除外)。③根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成形、加工等工序的实际要

求。④玻璃的化学组成设计必须满足绿色、环保的要求。⑤所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。

2、设计和确定玻璃组成的步骤有那些？

答：（1）列出设计玻璃的性能要求（2）拟定玻璃的组成

（3）试验、测试、确定组成

第七章玻璃用原料与配料

1、解释下列名词：玻璃的主要原料、玻璃的辅助原料、澄清剂、乳浊剂、助溶剂、氧化剂、还原剂

玻璃的主要原料：是指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料。

玻璃的辅助原料：是指使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制。

澄清剂：向玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时自身能汽化或分解放出气体，以促进排除玻璃中的气泡的物质，称为澄清剂。

着色剂：使玻璃着色的物质，称为玻璃的着色剂。

脱色剂：在玻璃熔制中，有时从操作工具上也有熔于玻璃中的铁质，使玻璃着出不希望的颜色，能消除这种颜色的物质叫作脱色剂。

乳浊剂：使玻璃产生不透明的乳白色的物质，称为乳浊剂。助溶剂：能促使玻璃熔制过程加速的原料称为助溶剂。

氧化剂：在玻璃熔制时，能分解放出氧的原料，称为氧化剂。

还原剂：能夺取氧的原料，称为还原剂。

2、石英砂颗粒度与颗粒组成对玻璃产生有何影响？

答：颗粒粒度适中，颗粒大石会使融化困难，并常常产生结石、条纹等缺陷。

实践证明：硅砂的融化时间与其粒径成正比。粒径粗融化时间长，粒度细时间越短，但过细的硅砂容易飞扬、结块，使配合料不易混合均匀，同时过细的硅砂常含有较多的黏土，而且由于其比表面积大，附着的有害杂质也较多。细砂在熔制时虽然玻璃的形成阶段可以较快，但在澄清阶段却多费很多时间。

细级别含量高，其面积能增大，表面吸附和凝聚效应增大，发生成团现象。另外，细级别越多，在贮存、运输过程中振动和成锥作用的影响，与粗级别间产生强烈的离析。这种离析的结果，使得进入熔窑的原料化学成分处于极不稳定状态。

3、引入氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化铝、氧化硼常用的原料都有哪些？

答：引入氧化硅的原料是石英砂、砂岩、石英岩和石英。

引入氧化钠的原料主要为纯碱和芒硝，有时也采用一些一部分氢氧化钠和硝酸钠引入氧化钙的原料是通过方解石、石灰石、白垩、沉淀碳酸等原料来引入的。

引入氧化铝的原料有长石、黏土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝等，也可以采用某些含氧化铝的矿渣和选矿厂含长石的尾矿。

引入氧化硼的的原料是硼酸、硼砂和含硼矿物。

4、玻璃原料的选择的原则有哪些？

答：（1）原料的质量必须符合要求，而且稳定

（2）易于加工处理

（3）成本低，能大量供应

（4）少用过轻和对人体健康、环境有害的原料

（5）对耐火材料的侵蚀要小

5、配合料的质量要求有哪些？

答：（1）具有正确性和稳定性（2）合理的颗粒级配（3）具有一定的水

分（4）具有一定的气体率（5）必须混合均匀（6）一定的配合料的氧化还原态势

第八章玻璃的熔制与窑炉

1、讲述玻璃熔制的五个阶段。

答：玻璃的熔制过程大致分为五个阶段，即硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却成形。

2、简述玻璃的澄清原理。

答：化学澄清机理是化学澄清剂应在较高温度下形成高分解压（蒸发压）即在熔化的配合料排气过程基本结束而熔体的黏度足够低时，即可使气泡足够大是的速度上升。

物理澄清的机理要根据所采用的方法不同而机理也不同：

①降低的方法，人们根据需要与可能总要设法将温度升高，既可以加大澄清气体的分压，使气泡长大；又可以降低熔体飞黏度以使气泡上升，使气泡能快速的从玻璃中逸出，总之是达到气泡快速离开玻璃的目的。

②利用玻璃液流的作用。是从温度控制和窑炉的结构上采取措施，使玻璃液流能将玻璃熔体（按一定的容积计算）尽可能长时间地在熔体表面受到尽可能高的温度作用。

③采用机械法搅动熔体，如用湿木头人工鼓泡或人吹入气泡，可使熔体剧烈运动，目的主要是使熔体受热均匀、化学均匀和排气，对消除作用不大。

④通过声波或超声波将能量传到分子范围而使其产生强烈运动，从而加速熔体中气体的扩散，促使气泡核的形成，这有助于熔体中的气体的排出。

⑤采用真空或加压的方法是将熔体上的压力降到极小可使气泡长大，加速气泡上升，而按照亨利定律还有减少熔体中气体含量的作用。

⑥在使过饱和熔体排出气或避免熔体到达到过饱和的各种方法中，使玻璃熔体析晶后再熔化一次，此方法在析晶时可形成大量的气泡核，而且由于溶解度条件的改变使气体排出形成气泡。

3、熔制过程中，炉内气体、气泡中气体在玻璃中的气体平衡如何？

答：其中大部分气体将逸散与空间，剩余的大部分将溶于玻璃液中，少部分还以气体的形式存在于玻璃液中。在析出的某些气体中也有某些气体和玻璃液中的某些成分重新形成化合物。

4、影响玻璃熔制的因素有哪些？

答：玻璃的组成、原料的性质及其种类的选择、配合料（粒度、水分、气体率、均匀性、碎玻璃）、投料方式、加速剂、熔制制度（温度、压力、气氛）、玻璃液流、炉窑和耐火材料、熔制工艺改进等因素

第九章玻璃的成形

1、玻璃的成形方法都有哪些？

答：主要有压制法、吹制法、拉制法、压延法、浇铸法与烧结法等。

2、简述浮法玻璃的成形机理？

答：浮法玻璃的生产过程是在通入保护气体的锡槽中完成的。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡槽面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台，辊台上的棍子转动，把玻璃拉制出锡槽进入退火窑，经退火、截切，就得到了平板玻璃产品。

第十章玻璃的加工

1、玻璃研磨抛光的机理是什么？

答：玻璃的研磨机理：玻璃的研磨过程，首先是磨盘和玻璃做相对运动，自由磨料在磨盘负载下对玻璃表面进行划痕与剥离的机械作用，同时在玻璃表面产生微裂纹，磨料所用的水既起着冷却作用同时又与玻璃的新生表面产生水解作用，生成硅胶，有利于剥离，具有一定的化学作用，如此重复进行，玻璃表面就形成了一层凹陷的毛面，并带有一定深度的裂纹层。抛光的机理：玻璃抛光时，除将研磨后表面的凹陷层全部除去以外，还需将凹陷层下面的裂纹层也抛光除去。这个厚度虽比研磨时磨除的厚度小得多（仅为研磨厚度的1/20～1/40），但抛光过程所需要的时间却比研磨过程多的多（为研磨时间的2倍或更多）即抛光效率低得多。

2、影响研磨抛光过程中的主要因素有哪些？

答：影响研磨过程的主要工艺因素：（1）磨料性质与粒度

（2）磨料悬浮液的浓度和给料量（3）磨盘转速和压力（4）磨盘材料

（5）玻璃的化学组成

影响玻璃的抛光过程的主要因素：（1）抛光材料的性质、浓度和给料

量（2）抛光盘的转速和压力

（3）周围环境温度和玻璃表面温度

3、叙述浴法抛光的原理。

答：浴法抛光是指工件和抛光盘都浸在抛光液中，抛光液的深度以设备静止时淹没工件10～15mm为宜。搅拌器是使抛光液处于悬浮状态，不产生沉淀。抛光玻璃时一般使用氧化铁、氧化铝为抛光材料。

4叙述玻璃表面激光刻花的原理。

答：玻璃表面刻花是将激光器通过透镜聚焦到玻璃表面，玻璃吸收光能后，将光能转化为热能，使玻璃表面加热、熔化、汽化，在剧烈的汽化过程中，产生较大的蒸汽压力，此压力排挤和压缩熔融玻璃，造成了溅射现象。此时溅射速度很快，达到

340m/s,形成很大的反冲，在玻璃表面造成定形冲击波，在冲击波的作用下，使表面产生微裂纹并剥落；另外由于激光的局部加热，微区温度很高，而附近区域仍处于室温，这种温度不均所引起的表面热膨胀不一致，产生很大的应力，也引起玻璃表面裂纹和剥落，也引起玻璃表面裂纹和剥落，达到表面刻花的目的。

5叙述高压射流钻孔的机理和特点。

答：基本原理：水通过高压泵、水利分配器、增压器达到750～1000Mpa压力，经喷嘴射出超声速的水流，速度可达到500～1500m/s，从而可以对玻璃进行切割和钻孔，在喷嘴也可加入微裂磨料，在喷出流体的过程中，磨料颗粒由于混合室中所造成的负压作用，被吸入快速流中，与液流混合后喷出，切割玻璃边缘的效果（倒角），取决于磨料颗粒的大小，也取决于切割速度；磨料颗粒越细，倒角越大。一般厚3﹒8mm的玻璃。用1000Mpa射流切割时，切割速度为46mm/s。射流切割时无尘无味。

特点：加工时无侧压力，切割时玻璃不变形，不会产生残余应力；可将玻璃切割成任意形状或在玻璃上钻任何形状的孔；切割缝隙宽度极小，切口整齐，无毛边，加工余量小，玻璃损耗在同样加工方法较小；加工温度低，切割温度只有60～90℃，对玻璃制品不会产生热应力和破坏；加工时无粉尘，与传统的加工方法相比，碎屑可减少93%～95%；可计算控制，可全部实现自动化。

6、叙述玻璃热弯的方法及采用的设备。

答：方法：(1) 重力沉降法(2) 模压式压弯法(3) 挠性弯曲法

设备：（1）间歇式热弯炉（2）半连续式热弯炉

7、对封接玻璃有哪些性能要求？363 答：（1）玻璃的热抗震性(2)玻璃的热膨

胀系数（3）玻璃的电绝缘性能（4）玻璃的抗水性（5）玻璃的软化温度

8、与玻璃形成气密封接的金属需要满足哪些要求？

答：金属的熔点必须高于玻璃的加工温度；每种金属当成分一定时，必须有恒定精确的热膨胀系数；对于匹配封接来说，必须使金属与玻璃的热膨胀曲线在同一温度范围内一致，对于玻璃封接的温度范围内，金属不应产生任何同素异形的转化，因为伴随着这种转化，玻璃的热膨胀系数会显著的改变；在与玻璃封接时，金属表面首先经过氧化，此氧化层必须牢牢的粘附在金属表面，金属必须有一定的延展性，以便于加工；有些金属或合金在与玻璃封接前，需烧氢除气的处理；金属和合金事先需经清理处理，否则会引起封接处慢性渗漏、漏气或爆裂，倘若封接时需要通过大电流。则金属具有良好的导电性和导热性，否则由于过大电流通过造成升温会使应力大大增

大。

9、玻璃与金属封接的金属有哪几种形式？

答：（1）匹配封接（2）非匹配封接（3）料封接（4机械封接

第十一章玻璃的热处理

1、分析玻璃从应变点开始降温至常温过程中暂时应力和永久应力的合并过程。

答：玻璃在冷却过程中，处于低温的外层具有较大的收缩，这种收缩受到较高温度，收缩较小的内层的阻碍，不能收缩到它的正常值而处于拉伸状态，产生了张应力，而内层则由于外层收缩较大而处于压缩状态，产生了压应力。这时在玻璃板厚度方向的应力变化，是从最外层的最大张应力值连续的变化到最内层的最大压力值。在由张应力变化到压应力的过程中，其间存在着某一层的张应力与压应力大小相等、方向相反，相互抵消。玻璃冷却到外层表面温度接近外界温度时，外层体积几乎不能收缩。但此时玻璃内层温度仍然很高，将继续升温，体积继续收缩，这样这外层受到内层的压缩，产生压应力。而内层的收缩则受到外层的拉伸，产生张应力。其应力值随内部问温度的降低而增加，直到温差消失为止。这时内、外层产生应力方向，刚好同冷却过程中北路所产生的应力方向相反时且大小相同，相互可以逐渐抵消，所以在玻璃冷却到内、外层温度一致时，玻璃不存在任何热应力，同时，一块没有应力的玻璃在加热到应变点一下某一温度的过程中，也会产生这种暂时应力。应力的产生和消失过程和冷却过程中应力的产生和消失相同，只是方向相反，即外层为压应力，内层为张应力。

2、简要叙述玻璃的退火工艺和各阶段的特点。

答：（1）加热阶段：玻璃制品进入退火炉时，都必须把制品加热到退火温度，在加热过程中玻璃表面产生压力，内应力产生张应力。此时加热升温速度可以相应的快些。但考虑到玻璃制品厚度的均匀性、制品的大小、形状、及退火窑中温度分布的均匀性等因素，都会影响加热升温速度。

（2）保温阶段：将制品在退火温度下进行保温，使制品各部分温度均与，并消除玻璃中固有的内应力，在此阶段中要确定退火温度和保温时间。退火温度可以根据玻璃的化学组成计算出最高退火温度。生产中常用的退火温度较最高退火温度低20～30℃，作为退火温度。

（3）慢冷阶段：经保温玻璃中原有的应力消除后，为防止在冷却过程中产生新的应力，必须严格控制玻璃在退火温度范围内的冷却速度。在此阶段要缓慢冷却，防止在高温阶段产生过大的温差，再形成永久应力。

3、制定退火曲线注意哪些问题？

答：（1）退火炉内温度分布不均匀的影响（2）不同制品在同一退火炉的退火问题（3）制品固有应力的影响（4）制品厚度和形状的影响（5）分相对制品的影响