玻璃工藝學(xué)思考題答案匯總

玻璃工藝學(xué)思考題匯總1.簡(jiǎn)述玻璃制造技術(shù)的發(fā)展歷程：玻璃的制造已有502023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(jiǎn)樸的器皿。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)可以制造窗玻璃，玻璃瓶，玻璃鏡和其他玻璃飾品，藝術(shù)價(jià)值較高。十七世紀(jì)玻璃制造技術(shù)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\(zhòng)無槽垂直引上法，平拉法，對(duì)輥法等傳統(tǒng)的平板玻璃制造技術(shù)。1957年，英國(guó)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.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(shí)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。重要成份是二氧化硅。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？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(zhǎng)程有序的排列，而近似于液體具有短程有序，玻璃象固體同樣保持一定的外形，而不像液體那樣在自重作用下流動(dòng)。（2）玻璃態(tài)物質(zhì)具有以下四個(gè)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，是記錄均勻的，因此，它的物理化學(xué)性質(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(huì)在某一方向上發(fā)現(xiàn)與其它方向不同的性質(zhì)。從這個(gè)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)變經(jīng)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，因而系統(tǒng)內(nèi)能尚未處在最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)具有較高的能量。尚有自發(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“反常”區(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）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)能尚未處在最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)具有較高的能量。尚有自發(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)，既在一定情況下處在穩(wěn)定狀態(tài)，而在一定物理化學(xué)條件下，會(huì)發(fā)生化學(xué)反映的狀態(tài)。4.為什么說玻璃態(tài)是介穩(wěn)態(tài)，什么是介穩(wěn)態(tài)？(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)能尚未處在最低值而比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)具有較高的能量。尚有自發(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，假如系統(tǒng)處在一個(gè)吉布斯自由能極小值狀態(tài)，而不是處在一個(gè)最小值狀態(tài)，它就有也許轉(zhuǎn)變到這個(gè)最小值狀態(tài)；但也也許會(huì)以原狀態(tài)長(zhǎng)期存在，由于在局部的自由能極小值與最小值之間，存在著一個(gè)勢(shì)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？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，即有一定的有序區(qū)域，這對(duì)于玻璃的分相、晶化等本質(zhì)的理解有重要價(jià)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，并未指出互相之間的聯(lián)系，因而對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)的理解是初級(jí)和不完善的?？偟膩碚f，晶子學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的近程有序性、不均勻性和不連續(xù)性。（2）晶子和微晶的區(qū)別微晶具有正規(guī)的原子排列并與無定形物質(zhì)間有明顯的界線，微晶的取向無序?！熬ё印辈煌谖⒕?，是帶有點(diǎn)陣變形的有序排列分散在無定形介質(zhì)中，且從“晶子”到無定形區(qū)的過渡是逐步完畢的，兩者之間并無明顯界線。6.玻璃結(jié)構(gòu)的無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說？(向智)答：玻璃的無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說是1932年由查哈里阿森提出的，該學(xué)說借助于離子結(jié)晶化學(xué)的一些原則，并參照玻璃的某些性能（如硬度、熱傳導(dǎo)、電絕緣性等）與相應(yīng)的晶體的相似性而提出的。像石英同樣，熔融石英玻璃的基本結(jié)構(gòu)單元也是硅氧四周體，玻璃被看作是由硅氧四周體為結(jié)構(gòu)單元的三度空間網(wǎng)絡(luò)所組成的，但其排列是無序的，缺少對(duì)稱性和周期性的反復(fù)，故不同于晶態(tài)石英結(jié)構(gòu)。當(dāng)熔融的石英玻璃中加入堿金屬或堿土金屬氧化物時(shí)，硅氧網(wǎng)絡(luò)斷裂，堿金屬或堿土金屬離子均勻而無序地分布于某些硅氧四周體之間的空隙中，以維持網(wǎng)絡(luò)中局部的電中性。對(duì)硼酸鹽與磷酸鹽玻璃也作了類似的描述。6.玻璃結(jié)構(gòu)的無規(guī)則學(xué)說是什么？（朱永昌）玻璃結(jié)構(gòu)的無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說是1932年由查哈里阿森(Zachariasen)提出的，該學(xué)說借助于離子結(jié)晶化學(xué)的一些原則，描述了離子-共價(jià)鍵的化合物，如熔石英、硅酸鹽和硼酸鹽玻璃。由于共價(jià)鍵的因素，玻璃的近程有序與晶體相似，即形成氧離子多面體(三角體和四周體)，多面體間頂角相連形成三度空間連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，但其排列是拓?fù)錈o序的。瓦倫(Warren)等人的X射線衍射結(jié)果先后皆支持這一學(xué)說，隨后，笛采爾(Dietzel)、孫觀漢和阿本等人又從結(jié)構(gòu)化學(xué)的觀點(diǎn)，根據(jù)各種氧化物形成玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所起作用的不同，進(jìn)一步區(qū)分為玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)外體(或稱網(wǎng)絡(luò)修飾體)和中間體氧化物。玻璃形成體氧化物應(yīng)滿足：

1．每個(gè)氧離子應(yīng)與不超過兩個(gè)陽離子相聯(lián)；

2．在中心陽離子周邊的氧離子配位數(shù)必須是小的，即為4或更?。?/p>

3．氧多面體互相共角而不共棱或共面；

4．每個(gè)多面體至少有三個(gè)頂角是共用的。

堿金屬離子被認(rèn)為是均勻而無序地分布在某些四周體之間的空隙中，以保持網(wǎng)絡(luò)中局部地區(qū)的電中性，由于它們的重要作用是提供額外的氧離子，從而改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故它們稱為“網(wǎng)絡(luò)修飾體”。比堿金屬和堿土金屬化合價(jià)高而配位數(shù)小的陽離子，可以部分地參與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故稱為“中間體”，如BeO、Al203和ZrO2等。

無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說著重說明了玻璃結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、記錄均勻性與無序性，可以解釋玻璃的各向同性、內(nèi)部性質(zhì)的均勻性和隨成分改變時(shí)玻璃性質(zhì)變化的連續(xù)性等，因而在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)該理論占主導(dǎo)地位。7.無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說中各種氧化物在玻璃中的作用是什么？根據(jù)元素與氧結(jié)合的單鍵能（即化合物的分解能與配位數(shù)之商）的大小和能否生成玻璃及各種氧化物形成玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所起的作用的不同，將氧化物分為玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)外體（或稱網(wǎng)絡(luò)修飾體）和中間體氧化物。（1）網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物：能單獨(dú)生成玻璃，如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O5等，在玻璃中形成特有的網(wǎng)絡(luò)體系；（2）網(wǎng)絡(luò)外體氧化物：不單獨(dú)形成玻璃，不參與網(wǎng)絡(luò)，一般處在網(wǎng)絡(luò)之外。起斷網(wǎng)作用，但對(duì)玻璃的析晶有一定的作用；（3）中間體氧化物：一般不單獨(dú)生成玻璃，其作用介于網(wǎng)絡(luò)生成體和網(wǎng)絡(luò)外體之間。當(dāng)配位數(shù)大于等于6時(shí)，陽離子處在網(wǎng)絡(luò)外，與網(wǎng)絡(luò)外體的作用相似，當(dāng)配位數(shù)為4時(shí)，能參與網(wǎng)絡(luò)，起網(wǎng)絡(luò)生成體的作用（又稱補(bǔ)網(wǎng)作用）。8.玻璃結(jié)構(gòu)的兩大重要學(xué)說的論點(diǎn),論據(jù)以及學(xué)說的重點(diǎn)是什么?玻璃結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么?答:玻璃結(jié)構(gòu)的兩大重要學(xué)說為晶子學(xué)說和無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說.晶子學(xué)說論點(diǎn)是玻璃是由無數(shù)晶子所組成,這些晶子不同于微晶,是帶有點(diǎn)陣變形的有序排列區(qū)域,分散在無定形介質(zhì)中,且從晶子到無定型區(qū)的過的過度是逐步完畢的,兩者間并無明顯界線.晶子學(xué)說為X-射線結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)所證實(shí),玻璃的X-射線衍射圖,一般發(fā)生寬的衍射峰,與相應(yīng)晶體的強(qiáng)烈鋒利的衍射峰有明顯的不同,但兩者所處的位置是基本相同的.把晶體磨成細(xì)粉,顆粒度小于0.1微米時(shí),其X-射線衍射圖也發(fā)生一種寬廣的衍射峰,與玻璃類似,且顆粒度越小,射峰的峰值寬度越大.學(xué)說重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的近程有序性,不均勻性和不連續(xù)性.無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說論點(diǎn)是像石英晶體同樣,熔融石英玻璃的基本結(jié)構(gòu)單元也是硅氧四周體,玻璃被看作是由硅氧四周體為結(jié)構(gòu)單元的三度空間網(wǎng)絡(luò)所組成的,但其排序是無序的,缺少對(duì)稱性和周期性的反復(fù),故不同于晶態(tài)石英結(jié)構(gòu).論據(jù):瓦倫等人的X-射線衍射結(jié)果先后皆支持了這一學(xué)說.無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說著重說明了玻璃結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,記錄均勻性與無序性,可以解釋玻璃的各向同性,內(nèi)部性質(zhì)的均勻性和隨成分改變時(shí)玻璃性質(zhì)變化的連續(xù)性等.玻璃結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是短程有序和長(zhǎng)程無序,從宏觀上看玻璃重要表現(xiàn)為無序,均勻和連續(xù)性,而從微觀上看它又是有序,不均勻和不連續(xù)性.9．石英玻璃，氧化硼玻璃，磷氧玻璃的結(jié)構(gòu)單元是什么？答：石英玻璃：硅氧四周體[SiO4]氧化硼玻璃：硼氧三角體[BO3]磷氧玻璃：磷氧四周體[PO4]11．什么是塔曼斷言？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(dòng)力學(xué)特點(diǎn)是什么？答：熱力學(xué)特點(diǎn)：(1).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所有多余的能量，因此與結(jié)晶化相比這兩個(gè)狀態(tài)都處在能量的介穩(wěn)狀態(tài)。玻璃態(tài)物質(zhì)總有減少內(nèi)能向晶體轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，在一定條件下通過析晶或分相放出能量使其處在低能量穩(wěn)定狀態(tài)。(2).晶體與玻璃的內(nèi)能差別越大，越易結(jié)晶，越難形成玻璃假如玻璃與晶體內(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(dòng)力較小，因此玻璃這種能量的亞穩(wěn)態(tài)在事實(shí)上可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在。動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：(1)玻璃的形成與析晶都是非平衡過程，是動(dòng)力學(xué)過程。析晶過程必須克服一定的勢(shì)壘，假如勢(shì)壘較大，特別當(dāng)熔體冷卻速率不久時(shí)，粘度增長(zhǎng)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(zhǎng)大均難以實(shí)現(xiàn)，從而有助于玻璃的形成。形成玻璃的關(guān)鍵是熔體的冷卻速率。晶核生長(zhǎng)速率與晶體生長(zhǎng)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、成核速率、晶體生長(zhǎng)速率均有關(guān)。(2).熱力學(xué)方面玻璃是介穩(wěn)的，動(dòng)力學(xué)方面，玻璃是穩(wěn)定的。13.粘度的定義？（譚?。┐穑赫扯染褪且后w內(nèi)部阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種特性。流體的玻璃液中的某一部分假如與相鄰的部分之間的流動(dòng)速度不同樣，那么在相鄰的界面上就會(huì)存在一種阻力，妨礙它們彼此之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。13.粘度的定義（朱永昌）粘度是流體的一種特性，流動(dòng)的玻璃液中的某一部分假如與相鄰的部分之間的流動(dòng)速度不同樣，那么在相鄰的界面上就會(huì)出現(xiàn)一種阻力，妨礙他們彼此之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(dòng)時(shí)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(Pa·s)14.影響玻璃粘度的重要因素有哪些？答：重要因素有化學(xué)組成和溫度，在轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)和時(shí)間有關(guān)。與成分的關(guān)系SiO2、AI2O3、ZrO2提高玻璃粘度堿金屬氧化物R2O減少玻璃粘度堿土金屬氧化物對(duì)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周體解聚，引起粘度減小，在高溫時(shí)明顯。2.另一方面陽離子的電價(jià)較高，離子半徑不大，鍵力不如堿金屬離子大，有也許奪取四周體群的氧離子于自己的周邊，使粘度增大，低溫時(shí)明顯。PbO2、CdO、Bi2O3、SnO減少玻璃粘度（2）與溫度的關(guān)系玻璃的粘度隨著溫度的減少而增大，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(duì)玻璃粘度有什么影響？答：堿金屬氧化物減少玻璃粘度；堿土金屬對(duì)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周體群解聚，引起粘度減少，另一方面這些陽離子電價(jià)較高，離子半徑又不答，故鍵力較堿金屬離子大，有也許奪取四周體群的陽離子與自己周邊，使粘度增大。16.玻璃的料性?短性玻璃?長(zhǎng)性玻璃?對(duì)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性玻璃,反之稱為長(zhǎng)性玻璃.這一性質(zhì)對(duì)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(shí)最佳選擇料性較短的玻璃,這樣玻璃被軋花輥壓出花紋之后,隨溫度減少,粘度能迅速地增長(zhǎng),形狀可以快速固定下來,從而保證壓出的花紋清楚.退火是通過粘滯流動(dòng)和彈性來消除玻璃中的應(yīng)力,故這一性質(zhì)對(duì)退火的效率也有很大影響17.玻璃的表面水化反映？答：硅酸鹽玻璃在水中的溶解比較復(fù)雜。水對(duì)玻璃的侵蝕開始于水中的H+和玻璃中的Na+進(jìn)行互換，而后進(jìn)行水化中和反映，其反映過程為：-Si-O-Na++H+OH----------Si-OH+NaOH（1）這一互換又引起下列反映：-Si-OH+3/2H2O---------Si（OH）4（2）Si（OH）4+NaOH--------【Si（OH）3O】-Na++H2O(3)反映式(3)的產(chǎn)物硅酸鈉其電離度要低于NaOH的電離度。因此，這一反映使溶液中的Na+濃度減少，這就對(duì)反映（2）有所促進(jìn)。這3個(gè)反映互為因果，循環(huán)進(jìn)行，而總的速度取決于離子互換反映（1），由于它控制著-Si-OH和NaOH的生成速度。另一方面，H2O分子也能與硅酸鹽骨架直接起反映：-Si-O-Si-+H2O=====2（-Si-OH）隨著這一水化反映的繼續(xù)進(jìn)行，Si原子周邊原有的四個(gè)橋氧所有成為OH，這是H2O分子對(duì)硅氧骨架的直接破壞。18.硅酸鹽玻璃的表面與純二氧化硅的表面結(jié)構(gòu)和成分有何異同？答：硅酸鹽玻璃的表面大體與純二氧化硅的表面相似，但由于具有其他成分，因而出現(xiàn)如下一些情況：假如具有其他網(wǎng)絡(luò)生成體，他們也將為OH提供結(jié)合點(diǎn)，因此，有也許出現(xiàn)AIOH團(tuán)，BOH和POH團(tuán)等。表面上的一價(jià)陽離子R+與大氣中的水分起作用，結(jié)果也生成SiOH團(tuán)，這樣一來所得的SiOH是在R+離子的原座上，由于H+尺寸小于R+，上列互換使玻璃表面產(chǎn)生張應(yīng)力，從而加強(qiáng)了表面反映能力。導(dǎo)致進(jìn)一步水化，有時(shí)候，這一表面張應(yīng)力會(huì)使表面破裂。假如反映的另一產(chǎn)物ROH被沖刷而去，例如碎玻璃受雨水或人工沖洗，則表面層比起內(nèi)部主體來，短少了R+L離子，玻璃中原有的R2O含量越高，除去的R+離子越多，表面越缺少R+離子。在熱加工過程中，表面的R2O類和B2O3等發(fā)揮失去，在洗滌過程中R類鹽也從表面除去，這是玻璃表面缺陷的一個(gè)因素。表面的SiOH團(tuán)能吸附各種氣體如H2、O2、N2、SO2、NH3、和CO2等，這種吸附很牢固。綜上所述，玻璃的表面反映，導(dǎo)致了SiOH團(tuán)的生成和R2O的損失。玻璃表面上比較容易滋生一些霉菌，因素是什么？（彭園）答：玻璃雖對(duì)不少的物質(zhì)表現(xiàn)出惰性，但在生物領(lǐng)域中往往有很大的活性，玻璃表面的自由能吸附生物中經(jīng)常存在的原子團(tuán)如胺基（-NH2），羥基（-OH），甲基（-CH3）等。玻璃與生物的互相作用大部分是屬化學(xué)性質(zhì)的，自簡(jiǎn)樸的互相鍵合一直到侵蝕反映。有些人認(rèn)為，生物霉菌的周邊很容易凝聚水滴。因此，認(rèn)為是它的水分和空氣中CO2對(duì)玻璃侵蝕的結(jié)果，假如進(jìn)行酸解決后涂上SiO2薄膜，這時(shí)水和酸侵蝕困難從而防止生物菌侵蝕。19.玻璃表面上容易滋生一些霉菌因素是什么？（童競(jìng)）玻璃雖然對(duì)不少物質(zhì)表現(xiàn)出惰性，但在生物領(lǐng)域中往往有很大的活性。玻璃表面自由鍵能吸附生物中經(jīng)常存在的原子團(tuán)如胺基（－NH2），羥基（－OH）,甲基（－CH3）等。對(duì)血液具有凝結(jié)作用。玻璃與生物的互相作用大部分是屬于化學(xué)性質(zhì)的，自簡(jiǎn)樸的互相鍵合一直到侵蝕反映。在有些玻璃的表面上特別容易產(chǎn)生生物發(fā)霉。例如，高鉛玻璃表面上容易滋生一種霉菌。關(guān)于生物霉菌對(duì)玻璃的侵蝕因素，有人認(rèn)為在生物霉菌周邊容易產(chǎn)生凝聚水滴，因此認(rèn)為是它的水分合空氣中的二氧化碳對(duì)玻璃侵蝕的結(jié)果。引入R2O和RO氧化物時(shí)，對(duì)玻璃密度各有什么影響？答：在硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽玻璃中引入R2O和RO氧化物時(shí)，隨著離子半徑的增大，玻璃的密度增大。半徑小的陽離子如Li+、Mg2+等可填充于網(wǎng)絡(luò)空隙中，因此雖然使硅氧四周體的連接斷裂，但并不引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大。陽離婚子如K+、Ba2+、La2+等，其離子半徑比網(wǎng)絡(luò)空隙大，因而使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。因此玻璃中加入前者使結(jié)構(gòu)緊密度增長(zhǎng)，加入后者則使結(jié)構(gòu)緊密度下降。21.如何改善玻璃的脆性？玻璃的脆性是指當(dāng)負(fù)荷超過玻璃的極限強(qiáng)度時(shí)，立即破裂的特性。玻璃屬于脆性此案料，雖然具有微塑性，但它的屈服延伸階段很小，特別是在受到忽然施加的負(fù)荷時(shí)，玻璃內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)來不及作出適應(yīng)性的變形流動(dòng)，就互相分裂。松弛速度低和強(qiáng)度低是引起玻璃脆性高的兩個(gè)重要因素，玻璃的脆性與玻璃的厚度，形狀，熱歷史，組成，內(nèi)在均勻性有關(guān)。改善玻璃的脆性可以從兩個(gè)方面入手，在制成成品之前，盡量選擇引入小半徑陽離子的原料，熔制時(shí)保證窯爐內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，務(wù)求熔制充足均勻，減小成型和退火時(shí)導(dǎo)致的不良應(yīng)力；制成玻璃制品后，可以通過表面損傷解決，鋼化以及噴砂的方法提高玻璃的強(qiáng)度，從而減少玻璃的脆性。22.何謂玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性？(李星)玻璃抵抗氣體、水、酸、堿、鹽或各種化學(xué)試劑侵蝕的能力稱為玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。可分為耐水性、耐酸性、耐堿性等。玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性不僅對(duì)于玻璃的使用和存放，并且對(duì)玻璃的加工，如磨光，鍍銀，酸蝕等都有重要意義。22.何謂玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性？(徐旭)答：玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性是指玻璃抵抗氣體、水、酸、堿、鹽和各種化學(xué)試劑侵蝕的能力，可分為耐水性、耐酸性、耐堿性等。23.試述水對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕機(jī)理。(徐旭)答：硅酸鹽玻璃在水中的溶解比較復(fù)雜。水對(duì)玻璃的侵蝕開始于水中的H+和玻璃中的Na+進(jìn)行互換，而后進(jìn)行水化、中和反映，其反映過程為：|互換|—Si—O—Na++H+OH-—————Si—OH+NaOH（1）||這一互換有引起下列反映：OH|（水化）|—Si—OH+3/2H2O————HO—Si—OH（2）||OHSi（OH）4+NaOH————[Si（OH）3O]-Na++H2O（3）反映式（3）的產(chǎn)物硅酸鈉其電離度要低于NaOH的電離度。因此，這一反映使溶液中Na+離子濃度減少，這就對(duì)反映（2）有所促進(jìn)。這三個(gè)反映互為因果，|循環(huán)進(jìn)行，而總的速度取決于離子互換反映（1），由于它控制著—Si—OH和NaOH的生成速度。另一方面，H2O分子（區(qū)別于H+離子）也能與硅酸鹽骨架直接起反映：||水化|—Si—O—Si—+H2O====2（—Si—OH）隨著這一水化反映的繼續(xù)進(jìn)行，Si原子周邊原有的四個(gè)橋氧所有成為OH（如式（2）），這是H2O分子對(duì)硅氧骨架的直接破壞。反映產(chǎn)物Si（OH）4是極性分子，它能使周邊的水分子極化，而定向地吸附在自己的周邊，成為Si（OH）4.H2O或簡(jiǎn)寫為:SiO2.XH2O,通常成為硅酸凝膠,除一部分溶于水溶液外,大部分吸附在玻璃表面,形成一層薄膜,它具有較強(qiáng)的抗水和抗酸性能,因此,被稱為保護(hù)膜層.一些人認(rèn)為，保護(hù)層的存在使Na+離子和H+離子的擴(kuò)散受到阻擋，離子互換反映速度越來越慢，以致停止。但是，許多實(shí)驗(yàn)證明，Na+和H2O分子在凝膠層中的擴(kuò)散速度比在未被侵蝕的玻璃中要快得多，其因素是：（1）由于Na+被H+代替，使結(jié)構(gòu)變得疏松；（2）由于水分子破壞了網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致了斷裂，也有助于擴(kuò)散。因此硅酸鹽薄膜不會(huì)使擴(kuò)散變慢。而進(jìn)一步的侵蝕之所以變慢以至停頓，一方面是由于在薄膜內(nèi)的一定厚度中，Na+離子含量已很缺少，并且隨著Na+含量的減少，其它組分如R2+（堿土金屬或其它二價(jià)金屬離子）的含量相對(duì)上升，這些二價(jià)陽離子對(duì)Na+離子的“克制效應(yīng)”加強(qiáng)，因而使H+—Na+離子互換緩慢，在玻璃表面層中，反映式（1）幾乎不能進(jìn)行，從而反映式（2）、（3）相繼停止，結(jié)果玻璃在水中的溶解量幾乎不再增長(zhǎng)，水對(duì)玻璃的侵蝕也就停止了。假如玻璃僅含Na2O和SiO2兩種組分，則在水中長(zhǎng)期繼續(xù)下去，直到Na+幾乎被瀝濾為止。但在具有RO、R2O3、RO2的三組分和多組分系統(tǒng)中，情況就大為不同。這些組分的存在，對(duì)于Na+擴(kuò)散有巨大的影響，它們通常能阻擋Na+的擴(kuò)散，并且Na+的相對(duì)濃度（相對(duì)于R2+、R3+、R4+的含量來說）越低，則所受阻擋越大，擴(kuò)散越來越慢，以至于幾乎停止。試述水對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕機(jī)理。（祝吟）答：硅酸鹽玻璃在水中的溶解比較復(fù)雜。水對(duì)玻璃的侵蝕開始于水中的H+和玻璃中的Na+進(jìn)行互換，而后進(jìn)行水化、中和反映，其反映過程為：|互換|—Si—O—Na++H+OH-—————Si—OH+NaOH（1）||這一互換有引起下列反映：OH|（水化）|—Si—OH+3/2H2O————HO—Si—OH（2）||OHSi（OH）4+NaOH————[Si（OH）3O]-Na++H2O（3）反映式（3）的產(chǎn)物硅酸鈉其電離度要低于NaOH的電離度。因此，這一反映使溶液中Na+離子濃度減少，這就對(duì)反映（2）有所促進(jìn)。這三個(gè)反映互為因果，循環(huán)進(jìn)行，而總的速度取決于離子互換反映（1），由于它控制著—Si—OH和NaOH的生成速度。另一方面，H2O分子（區(qū)別于H+離子）也能與硅酸鹽骨架直接起反映：||水化|—Si—O—Si—+H2O====2（—Si—OH）隨著這一水化反映的繼續(xù)進(jìn)行，Si原子周邊原有的四個(gè)橋氧所有成為OH（如式（2）），這是H2O分子對(duì)硅氧骨架的直接破壞。反映產(chǎn)物Si（OH）4是極性分子，它能使周邊的水分子極化，而定向地吸附在自己的周邊，成為Si（OH）4.H2O或簡(jiǎn)寫為:SiO2.XH2O,通常成為硅酸凝膠,除一部分溶于水溶液外,大部分吸附在玻璃表面,形成一層薄膜,它具有較強(qiáng)的抗水和抗酸性能,因此,被稱為保護(hù)膜層.一些人認(rèn)為，保護(hù)層的存在使Na+離子和H+離子的擴(kuò)散受到阻擋，離子互換反映速度越來越慢，以致停止。但是，許多實(shí)驗(yàn)證明，Na+和H2O分子在凝膠層中的擴(kuò)散速度比在未被侵蝕的玻璃中要快得多，其因素是：（1）由于Na+被H+代替，使結(jié)構(gòu)變得疏松；（2）由于水分子破壞了網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致了斷裂，也有助于擴(kuò)散。因此硅酸鹽薄膜不會(huì)使擴(kuò)散變慢。而進(jìn)一步的侵蝕之所以變慢以至停頓，一方面是由于在薄膜內(nèi)的一定厚度中，Na+離子含量已很缺少，并且隨著Na+含量的減少，其它組分如R2+（堿土金屬或其它二價(jià)金屬離子）的含量相對(duì)上升，這些二價(jià)陽離子對(duì)Na+離子的“克制效應(yīng)”加強(qiáng)，因而使H+—Na+離子互換緩慢，在玻璃表面層中，反映式（1）幾乎不能進(jìn)行，從而反映式（2）、（3）相繼停止，結(jié)果玻璃在水中的溶解量幾乎不再增長(zhǎng)，水對(duì)玻璃的侵蝕也就停止了。假如玻璃僅含Na2O和SiO2兩種組分，則在水中長(zhǎng)期繼續(xù)下去，直到Na+幾乎被瀝濾為止。但在具有RO、R2O3、RO2的三組分和多組分系統(tǒng)中，情況就大為不同。這些組分的存在，對(duì)于Na+擴(kuò)散有巨大的影響，它們通常能阻擋Na+的擴(kuò)散，并且Na+的相對(duì)濃度（相對(duì)于R2+、R3+、R4+的含量來說）越低，則所受阻擋越大，擴(kuò)散越來越慢，以至于幾乎停止。24.玻璃的著色分為幾類？其著色機(jī)理是什么？顏色玻璃大體可分為離子著色，金屬膠體作色，硫硒化物著色三大類。物質(zhì)呈色的總因素在于光吸取和光散射，當(dāng)白光投射在不透明物體表面上時(shí)，一部分波長(zhǎng)的光被物體吸取，另一部分波長(zhǎng)的光則從物體表面反射回來，因而呈現(xiàn)顏色；當(dāng)白光投射到透明物體上時(shí)，如所有通過，則呈現(xiàn)無色，假如物體吸取某些波長(zhǎng)的光，而透過另一部分波長(zhǎng)的光，則呈現(xiàn)與透過部分相應(yīng)的顏色。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)，物質(zhì)之所以能吸取光，是由于原子中電子(重要是價(jià)電子)受到光能的激發(fā)，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，亦即從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)所致。因此，只要基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差處在可見光的能量范圍時(shí)，相應(yīng)波長(zhǎng)的光就被吸取，從而呈現(xiàn)顏色。25.玻璃的重要原料有哪些類型？輔助原料有哪些類型？答:重要顏料是指往玻璃中引入各種組成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、長(zhǎng)石、純堿、硼酸、鉛化合物、鋇化合物等。俺所引入的氧化物性質(zhì)，又分為酸性氧化物原料，堿性氧化物原料，堿土金屬和二價(jià)金屬氧化物原料，多價(jià)氧化物原料。按所引入的氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中的作用，又分為玻璃形成氧化物原料中間體氧化物原料，網(wǎng)絡(luò)外體氧化物原料。輔助原料，是使玻璃獲得某些必要的性質(zhì)和加速熔制過程的原料。根據(jù)作用的不同，分為澄清劑（常用的澄清劑有白砒、硫酸鈉、硝酸鈉、銨鹽、二氧化錳等）、著色劑（如氧化鐵使玻璃呈現(xiàn)黃色或綠色，氧化錳能呈現(xiàn)紫色，氧化鈷能呈現(xiàn)藍(lán)色，氧化鎳能呈現(xiàn)棕色，氧化銅和氧化鉻能呈現(xiàn)綠色等。）、脫色劑（常用純堿、碳酸鈉、氧化鈷、氧化鎳等作脫色劑，它們?cè)诓Ａе谐尸F(xiàn)與本來顏色的補(bǔ)色，使玻璃變成無色。碳酸鈉能與氧化鐵氧化成二氧化二鐵，使玻璃由綠色變黃色。）、乳濁劑（常用乳濁劑有冰晶石、氟硅酸鈉、磷化錫等。它們能形成0.1——1.0μm的顆粒，懸浮于玻璃中，使玻璃乳濁化。）、氧化劑、助熔劑等。26.引入SiO2的原料重要有哪些品種？答：引入SiO2的原料重要有石英砂和砂巖。27.引入Na2O,CaO,AI2O3,B2O3的常用原料都是哪些？（袁寅）引入Na2O的原料重要是純堿和芒硝，有時(shí)也采用一部分氫氧化鈉和硝酸鈉。引入Ca2O的原料重要是石灰石，方解石等。引入AI2O3的原料重要是長(zhǎng)石，高嶺土等。長(zhǎng)石有淡紅色的鉀長(zhǎng)石（K2O.AI2O3.6SiO2）,白色的鈉長(zhǎng)石（Na2O.AI2O3.6SiO2）.高嶺土，也叫粘土（AI2O3.2SiO2.2H2O）引入B2O3的重要原料是硼砂。27.引入Na2O,CaO,Al2O3,B2O3常用的原料都是哪些？(魏瓊)解：引入Na2O的原料重要是純堿和芒硝，有時(shí)也采用一部分氫氧化鈉和硝酸鈉；引入氧化鈣的原料重要是石灰石、方解石等；引入氧化鋁的原料重要是長(zhǎng)石、高嶺土等；引入氧化硼的原料重要是硼酸，硼砂和含硼礦物。28.玻璃輔助原料類型？答：輔助原料涉及澄清劑、助熔劑、乳濁劑、著色劑、脫色劑、氧化劑和還原劑等。29.玻璃配合料制備環(huán)節(jié)？答：1.計(jì)算玻璃配合料的料方。2.依料方稱出各原料重量。3.使原料在混合機(jī)中混合。4.送配合料至窯頭料倉(cāng)。30.玻璃組成如何估算？ 答：(1)列出設(shè)計(jì)玻璃的性能規(guī)定列出重要的性能規(guī)定，作為設(shè)計(jì)組成的指標(biāo)。針對(duì)設(shè)計(jì)玻璃制品的不同，分別有重點(diǎn)的列出其熱膨脹系統(tǒng)，軟化點(diǎn).熱穩(wěn)定性.化學(xué)穩(wěn)定性.機(jī)械強(qiáng)度.光學(xué)性質(zhì).電學(xué)性質(zhì)等等。有時(shí)還要將工藝性能的規(guī)定一并列出，如熔制溫度.成形操作性能和退火穩(wěn)定等等，作為考慮的因素。(2)擬定玻璃的組成按照上述設(shè)計(jì)原則，根據(jù)設(shè)計(jì)玻璃性能的規(guī)定，參考現(xiàn)有玻璃的組成，采用適當(dāng)?shù)牟Ａ到y(tǒng)并結(jié)合給定的生產(chǎn)工藝條件，擬定出設(shè)計(jì)玻璃的最初組成。然后按有關(guān)玻璃性質(zhì)計(jì)算公式，對(duì)設(shè)計(jì)玻璃的重要性質(zhì)進(jìn)行預(yù)算，調(diào)整.直至初步合乎規(guī)定期，即作為設(shè)計(jì)玻璃的實(shí)驗(yàn)組成。對(duì)于新品種玻璃則參考有關(guān)相圖和玻璃形成圖選擇組成點(diǎn)，擬定出玻璃的原始組成，再進(jìn)一部設(shè)計(jì)出玻璃的實(shí)驗(yàn)組成。(3)實(shí)驗(yàn).測(cè)試.擬定組成按照擬定的玻璃的實(shí)驗(yàn)組成，制備配合料，在實(shí)驗(yàn)室電爐中進(jìn)行熔制實(shí)驗(yàn)，并對(duì)熔制好的玻璃進(jìn)行有關(guān)性能的測(cè)試。通過實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，對(duì)組成逐次調(diào)整修改，直到設(shè)計(jì)的玻璃達(dá)成給定的性能規(guī)定和工藝規(guī)定。然后在池爐中進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)熔化.澄清.成形.退火等都應(yīng)取得數(shù)據(jù)。必要時(shí)，再對(duì)組成氧化物進(jìn)行調(diào)整，最后即擬定為新設(shè)計(jì)玻璃的組成。31.原料除鐵的方法？答：除鐵的方法很多，一般分為物理除鐵法和化學(xué)除鐵法：物理除鐵法涉及篩分，淘洗，水力分離，超聲波浮選和磁選等。篩分，淘洗和水力分離與超聲波除鐵，重要除去石英沙中含鐵較多的粘土雜質(zhì)，含鐵的重礦物以及原料的表面含鐵層。浮選法是運(yùn)用礦物顆粒表面濕潤(rùn)性的不同，在浮選劑的作用下，通入空氣，使空氣與浮選劑所形成的泡沫吸附在有害雜質(zhì)的表面，從而將有害雜質(zhì)漂浮分離除去。磁選法是運(yùn)用磁性，把各種原料中含鐵礦物和機(jī)械鐵除去，由于含鐵礦物如菱鐵礦，磁鐵礦，赤鐵礦，氫氧化鐵和機(jī)械鐵等都具有大小不同的磁性，選用不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，就可將他們吸引除去。一般采用滾輪磁選機(jī)（裝在皮帶運(yùn)送機(jī)的末端），懸掛式電磁鐵（裝在皮帶上面），振動(dòng)磁選機(jī)（粉料經(jīng)磁鐵落下）等。他們的磁場(chǎng)強(qiáng)度為4000高斯至2023高斯?；瘜W(xué)除鐵法分濕法和干法兩種，重要用于除去石英原料中的鐵化合物。濕法一般用鹽酸和硫酸餓溶液活草酸溶液浸洗。有人認(rèn)為用氫氟酸與次亞硝酸鈉溶液浸洗，效果更好。干法則在700攝氏度以上的高溫下，通入氯化氫氣體，使原料種的鐵變?yōu)槿然F而揮發(fā)除去。32、在玻璃的熔制過程中,配合料發(fā)生哪些物理,化學(xué)及物理化學(xué)變化?答：各種配合料在加熱形成玻璃過程中，發(fā)生許多物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的變化。具體過程如下：物理過程：涉及配合料的加熱、吸附水分的蒸發(fā)排除、某些單獨(dú)組份的熔融、某些組份的多晶轉(zhuǎn)變、個(gè)別組份的揮發(fā)（Na2O，K2O，B2O3，PbO，SiR4，BF3，F(xiàn)2等）?；瘜W(xué)過程：涉及固相反映、各種鹽類的分解、水化物的分解、化學(xué)結(jié)合水的排除、組份間的互相反映及硅酸鹽的生產(chǎn)。物理化學(xué)過程：涉及低共熔物的生產(chǎn)、組份或生產(chǎn)物間的互相溶解，玻璃和爐氣介質(zhì)之間的互相作用、玻璃液和耐火材料的互相作用及玻璃液和其中夾雜氣體的互相作用等等。33.簡(jiǎn)述玻璃熔制的五個(gè)階段硅酸鹽的形成:硅酸鹽生成反映在很大限度上是在固體狀態(tài)下進(jìn)行的,配合料各組分在加熱過程中通過一系列的物理化學(xué)變化,重要的固相反映結(jié)束了,大部分氣態(tài)物從配合料中逸出.玻璃形成:燒結(jié)物連續(xù)加熱時(shí)即開始熔融，易熔的低共熔混合物一方面開始溶化，在熔化的同時(shí)發(fā)生硅酸鹽和剩余二氧化硅的互溶。玻璃液的澄清：玻璃液繼續(xù)加熱，其粘度減少，并從中放出氣態(tài)混合物，即進(jìn)行去除可見氣泡的過程，熔制普通玻璃時(shí)澄清在1400-1500結(jié)束。玻璃液的均化：均化是使玻璃液長(zhǎng)時(shí)間處在高溫下，其化學(xué)組成逐漸趨于均一，即由于擴(kuò)散的作用，使玻璃中條紋，結(jié)石消除到允許的限度，變成均一體。玻璃液的冷卻：在玻璃液的冷卻過程中，不同位置的冷卻強(qiáng)度不同樣，因而相應(yīng)的玻璃液的溫度也不同樣。34.簡(jiǎn)述玻璃的澄清原理（物、化的）答：澄清的過程就是:一方面使氣泡中的氣體、窯內(nèi)氣體與玻璃液中物理溶解和化學(xué)結(jié)合的氣體之間建立平衡,再使可見氣泡漂浮于玻璃液表面而加以消除。在高溫澄清過程中，溶解在玻璃液內(nèi)的氣體、氣泡中的氣體及爐氣這三者間會(huì)互相轉(zhuǎn)移與平衡，它決定于某類氣體在上述三相中的分壓大小，氣體總是由分壓高的一相轉(zhuǎn)入分壓低的另一相中（如圖所示）。圖中P（爐A）為爐氣中的A氣體的分壓，其余類推。p爐A>p液A爐氣中的氣體玻璃液中溶解的氣體漂浮排除氣泡中的氣體澄清過程中發(fā)生的氣體互換：a.氣體從過飽和的玻璃液中分離出來，進(jìn)入氣泡或爐氣；b.氣泡中氣體分離出來進(jìn)入爐氣或溶于玻璃液；c.氣體從爐氣中擴(kuò)散到玻璃液。澄清過程中，氣泡的消除有兩種方式：（1）使氣泡體積增大，加速上升，漂浮于玻璃液表面后破裂消除（大于臨界泡徑的氣泡升到液面后排除）；（2）、使小氣泡中的氣體組分溶解于玻璃液中，氣泡被吸取而消失（小于臨界泡徑的氣泡，在玻璃液的表面張力作用下氣泡中的氣體溶解于玻璃液而消失）。35.在熔制過程中爐內(nèi)氣體，氣泡中氣體，及溶解在玻璃中氣體如何平衡？答：爐內(nèi)氣體，氣泡中氣體，及溶解在玻璃中氣體之間的互相轉(zhuǎn)移與平衡，決定于某類氣體在上述三相中分壓的大小，氣體總是由分壓高的一相轉(zhuǎn)入分壓低的另一相中。澄清過程中發(fā)生的氣體互換：（1）氣體從過飽和的玻璃液中分離出來，進(jìn)入氣泡或爐氣；當(dāng)氣體A在玻璃液中分壓P(液)>A在氣泡中分壓P（泡），氣泡從周邊的玻璃液中吸取氣體，氣泡慢慢變大而上升，進(jìn)入爐內(nèi)。（2）氣泡中的氣體分離出來進(jìn)入爐氣或溶于玻璃液；當(dāng)P(泡)>P（液），氣泡內(nèi)的氣體將被溶解而氣泡變小，甚至消失。（3）氣體從爐氣中擴(kuò)散到玻璃液；當(dāng)氣體A在窯內(nèi)分壓P（爐）>P（液），氣體將溶解于玻璃液至分壓相等。氣體間的轉(zhuǎn)化與平衡決定于澄清溫度，爐氣壓力與成分，氣泡中氣體的種類有密切的關(guān)系。36.氣泡形成的因素是什么？消除一次氣泡所采用的措施有哪些？答：配合料在熔化過程中，由于各組分一系列的化學(xué)反映和易揮發(fā)祖分的揮發(fā)，釋放出大量氣體。從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來說，在玻璃熔體中氣體使許多硅氧鍵斷裂，形成新的內(nèi)表面，即生成氣泡。通過澄清作用，可以除去玻璃中的氣泡，但事實(shí)上，玻璃澄清完結(jié)后，往往有一些氣泡沒有逸出，或是由于平衡破壞，使溶解了的氣體又重新析出，殘留在玻璃中，這種氣泡叫做一次氣泡。一次氣泡產(chǎn)生的重要因素是澄清不良，解決辦法重要是適當(dāng)提高澄清溫度和適當(dāng)調(diào)整澄清劑的用量。根據(jù)澄清過程消除氣泡的兩種方式來說，提高溫度可以促使大氣泡逸出。要使小氣泡溶解吸取，則應(yīng)減少溫度，以增長(zhǎng)玻璃溶解氣體的能力。此外，改變玻璃的組成或減少窯內(nèi)氣體壓力，減少熔體的黏度和玻璃與氣體界面上的表面張力也可以促使氣體逸出。在操作上嚴(yán)格遵守對(duì)的的熔化制度是防止一次氣泡的重要措施。37.產(chǎn)生條紋和節(jié)瘤有哪些途徑？

答：節(jié)瘤也許是由于結(jié)石通過高溫與周邊玻璃中組分長(zhǎng)期作用而成，或也許是由于碹滴轉(zhuǎn)化而成的玻璃狀的團(tuán)塊。條紋是初期形成的不均勻玻璃液在液流作用下和在攪拌過程中被分散而尚未揮擴(kuò)散均化而成的細(xì)小條帶。根據(jù)產(chǎn)生因素的不同，條紋和節(jié)瘤可提成：熔制不均勻的、窯碹玻璃液滴的、耐火材料被侵蝕的和結(jié)石熔化的四種。

（1）熔制不均的條紋和節(jié)瘤：此時(shí)在玻璃中必將存在不同限度的不均一性。當(dāng)熔制溫度不穩(wěn)定期，冷卻部的玻璃液也參與液流，導(dǎo)致條紋和節(jié)瘤的出現(xiàn)。這類條紋和節(jié)瘤往往是富含二氧化硅質(zhì)的，一般表現(xiàn)為條紋，并且在玻璃中比較分散。清除這種條紋出現(xiàn)的方法除仔細(xì)拌和配合料或?qū)⑴浜狭蠅褐瞥蓧K外，必須嚴(yán)格遵守熔制溫度制度。

（2）表面張力的作用：玻璃熔體內(nèi)表面張力有差異，就會(huì)引起變行性的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象，即表面張力的作用可以使條紋和節(jié)瘤消除。表面張力小、密度大的部分總是陷入表面張力大而密度小的部分中溶解，結(jié)果條紋總是包含在表面張力較大的部分內(nèi)。（3）耐火材料被侵蝕的條紋和節(jié)瘤：碹滴進(jìn)入玻璃，因其化學(xué)組成與主體玻璃顯然不同，也將形成條紋和節(jié)瘤。窯碹和胸墻部位的硅磚受蝕后形成的玻璃滴，屬于富二氧化硅的。坩堝壁耐火材料被侵蝕后形成的玻璃滴屬于富氧化鋁質(zhì)的。它們?cè)诓Ａ垠w中擴(kuò)散很慢，往往來不及溶解而形成了條紋和節(jié)瘤。沿池壁大磚和坩堝處出現(xiàn)的嚴(yán)重不均勻性玻璃體，一般形成富氧化鋁質(zhì)條紋。消除這種條紋的方法重要是提高耐火材料的耐侵蝕性質(zhì)量，除此之外尚有：仔細(xì)砌筑耐火材料，在坩堝底部先涂一層碎玻璃的熔體，是含堿粉料不直接與耐火材料接觸，冷卻窯壁，以遵守溫度制度，避免溫度過高。

（4）結(jié)石熔化的條紋和節(jié)瘤：條紋和節(jié)瘤的產(chǎn)生有時(shí)與結(jié)石的產(chǎn)生有關(guān)，由于結(jié)石在玻璃熔體中受玻璃熔體的作用，逐漸以不同的速度溶解，當(dāng)結(jié)石具有較大的溶解度和在高溫停留一定的時(shí)間后就可以消失，結(jié)石溶解后的玻璃熔體與主體玻璃具有不同的化學(xué)組成，就形成節(jié)瘤，或是條紋，這種條紋和節(jié)瘤的組成相應(yīng)于結(jié)石的種類。防止這種節(jié)瘤和條紋的方法最重要的是防止結(jié)石的發(fā)生。38.二次氣泡的成因及對(duì)策？答：產(chǎn)生二次氣泡的重要因素有：（1）硫酸鹽的分解：在澄清的玻璃液中往往殘留有硫酸鹽，這種硫酸鹽也許來源于配合料中的芒硝以及爐氣中的SO2.O2與玻璃中的Na2O反映的結(jié)果。當(dāng)已冷卻的玻璃由于某種因素再次被加熱，或爐氣中存在還原氣氛，這樣就使硫酸鹽分解而產(chǎn)生二次氣泡。（2）物理溶解的氣體析出：在玻璃中有純物理溶解的氣體，氣體的溶解溫度隨溫度的升高而減少，因而冷卻后的玻璃液若再次升溫就放出二次氣泡。（3）玻璃中某些組份易產(chǎn)生二次氣泡，例如在鋇玻璃中，特別是含鋇的光學(xué)玻璃中，由于部分BaO在高溫下被氧化成BaO2吸熱，當(dāng)溫度下降時(shí)，Bao2分解，放出O2，即產(chǎn)生小氣泡.為避免二次氣泡，再冷卻時(shí)，需防止溫度回升，否則很容易產(chǎn)生二次氣泡。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)玻璃的化學(xué)組成的不同采用不同的冷卻制度。如：鉛玻璃需緩慢冷卻，這有助于氣泡的消除。39、影響玻璃熔制的因素有哪些?答：影響玻璃熔制的因素涉及以下幾方面：1.配合料的化學(xué)組成配合料的化學(xué)組成對(duì)玻璃熔制速度有決定性的影響。配合料的化學(xué)組成不同，融化溫度不同。2.配合料的物理狀態(tài)對(duì)熔制過程有較大影響的因素有：（1）原料的選擇：當(dāng)同一玻璃成分采用不同原料時(shí)，它將在不同限度上影響配合料的分層（如中堿與輕堿）、揮發(fā)量（硬硼石與硼酸）、熔化溫度（鋁氧粉AI2O3的熔點(diǎn)是2050℃，鉀長(zhǎng)石為1170（2）原料的顆粒組成：其中影響最大的是石英的顆粒度，是由于它具有較高的熔化溫度和較小的擴(kuò)散速度。另一方面是白云石、石灰石、長(zhǎng)石的顆粒度。3、熔窯的溫度制度.熔窯的熔制溫度是最重要的因素。溫度越高，硅酸鹽反映越強(qiáng)烈，石英顆粒的溶解與擴(kuò)散越快，玻璃液的去泡和均化也越容易。4.采用加速劑和澄清劑.大部分加速劑是化學(xué)活性物質(zhì)。它通常并不改變玻璃成分和性質(zhì)，其分解產(chǎn)物也可組成玻璃成分，它們往往減少熔體的表面張力、粘度、增長(zhǎng)玻璃液的透熱性，所以加速劑往往也是澄清劑。澄清劑是用來加速玻璃液的澄清過程。5、采用高壓和真空熔煉.在石英光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝中常采用真空和高壓熔煉技術(shù)來消除玻璃液中的氣泡。采用高壓使可見氣泡溶解于玻璃液中，采用真空法能使館氣泡迅速膨脹而排除。6、輔助電熔在用燃料加熱的熔窯作業(yè)中，同時(shí)向玻璃液通入電流使之增長(zhǎng)一部分熱量，從而可以在不增長(zhǎng)熔窯容量下增長(zhǎng)產(chǎn)量，這種新的熔制方式稱為輔助電熔。一般分別設(shè)在熔化部、加料口、作業(yè)部，可提高料堆下的玻璃液溫度40—70℃7、機(jī)械攪拌與鼓泡在窯池內(nèi)進(jìn)行機(jī)械攪拌或鼓泡是提高玻璃液澄清速度和均化速度的有效措施。40、耐火材料結(jié)石產(chǎn)生的因素?

答：當(dāng)耐火材料受到侵蝕剝落，或在高溫下玻璃液與耐火材料互相作用后有些碎屑就也許夾雜到玻璃制品中而形成耐火材料結(jié)石(固體夾雜物）。41、玻璃窯對(duì)投料的規(guī)定有哪些？答：（1）具有對(duì)的性和穩(wěn)定性：原料化學(xué)成分、水分、顆粒度的穩(wěn)定是玻璃成分對(duì)的、穩(wěn)定的保證。（2）具有一定的水分3）具有一定氣體率（配合料逸出的氣體量與配合料重量之比）：為了使玻璃液易于澄清和均化，配合料中必須具有一部分能受熱分解出氣體的原料（4）必須均勻混合42.什么是泡界線？它的作用是什么？泡界線是玻璃熔窯中無泡沫的的玻璃液和有泡沫的玻璃液之間的一條明亮、清楚的分界線。形象地講，就是在玻璃液面表層，該界線前投料口方向是一片未熔化澄清好的泡沫區(qū)，界線后是一片熔化好玻璃液的鏡面區(qū)，泡沫區(qū)與鏡面區(qū)之間的分界線就是泡沫界線。它是由于縱向上的熔化部最高溫度點(diǎn)(即熱點(diǎn))與投料池較低溫度間的溫差,表層玻璃液向投料池方向回流而形成的。泡界線可阻止未熔好的配合料前移，由于液流的循環(huán)，將大量的熱量（約占熔化熱量的10%~15%）帶給未熔配合料，并充填其空隙。這對(duì)傳熱系數(shù)小，具有一定厚度的配合料的熔融十分有利，既加熱了配合料，又促其迅速熔化。因此，保證泡界線的形成和穩(wěn)定是使生產(chǎn)正常進(jìn)行的必要條件。43.玻璃有那些缺陷？答：玻璃體內(nèi)由于存在著各種夾雜物，引起玻璃體均勻性的破壞，稱為玻璃體的缺陷。玻璃體的缺陷按狀態(tài)不同可以分為三類:氣泡（氣體夾雜物）；結(jié)石（固體夾雜物）；條紋和節(jié)瘤（玻璃態(tài)夾雜物）。44.什么是析晶結(jié)石？如何消除？答：玻璃體的析晶結(jié)石，是由于玻璃在一定溫度范圍內(nèi)，自身析晶所導(dǎo)致的。消除的方法：1.提高玻璃液的溫度2.消除或定期解決玻璃液滯集的部分。3.改善爐內(nèi)的均化。4.改變玻璃的組成。5.增長(zhǎng)組分，以減少析晶溫度。6.提高成型速度，使制品盡快通過析晶區(qū)。7.在吹制和燈工中，減少再加熱次數(shù)，防止玻璃反復(fù)在析晶溫度范圍內(nèi)通過而引起析晶。8.流料槽加強(qiáng)保溫，玻璃在流料槽中不宜停留較長(zhǎng)的時(shí)間。45.簡(jiǎn)述浮法玻璃的成型原理。（田興）答：浮法玻璃生產(chǎn)的成型過程是在通入保護(hù)氣體（N2及H2）的錫槽中完畢的。熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對(duì)密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整、硬化、冷卻后被引上過渡輥臺(tái)。輥臺(tái)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯，經(jīng)退火、切裁，就得到平板玻璃產(chǎn)品。浮法與其他成型方法比較，其優(yōu)點(diǎn)是：適合于高效率制造優(yōu)質(zhì)平板玻璃，如沒有波筋、厚度均勻、上下表面平整、互相平行；生產(chǎn)線的規(guī)模不受成形方法的限制，單位產(chǎn)品的能耗低；成品運(yùn)用率高；易于科學(xué)化管理和實(shí)現(xiàn)全現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；連續(xù)作業(yè)周期可長(zhǎng)達(dá)幾年，有助于穩(wěn)定地生產(chǎn)；可為在線生產(chǎn)一些新品種提供適合條件，如電浮法反射玻璃、退火時(shí)噴涂膜玻璃、冷端表面解決等。45.簡(jiǎn)述浮法玻璃的成型原理。(童競(jìng))浮法玻璃生產(chǎn)的成型過程是在通入保護(hù)氣體（N2及H2）的錫槽中完畢的。熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對(duì)密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整、硬化、冷卻后被引上過渡輥臺(tái)。輥臺(tái)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯，經(jīng)退火、切裁。最后通過橫切、檢查、裝箱，就得到平板玻璃產(chǎn)品。46.玻璃退火分哪幾個(gè)階段，各起什么作用？玻璃的退火工藝可分為四個(gè)階段：加熱階段，均熱階段，慢冷階段和快冷階段。加熱階段：減小玻璃的密度，同時(shí)減小其折射率。均熱階段：消除應(yīng)力漫冷階段：防止主生過大的溫差快冷階段：縮短整個(gè)退火過程，減少燃料消耗，提高生產(chǎn)率。47.如何決定玻璃退火溫度和時(shí)間？答：玻璃的最高退火溫度是指在此溫度下通過3分鐘能消除95%的應(yīng)力，玻璃的最低退火溫度是指在此溫度下通過3分鐘只能消除5%的應(yīng)力。事實(shí)上，一般采用的退火溫度都比最高退火溫度低20~30℃，地獄最高退火溫度50~150退火時(shí)間由玻璃組成及其用途決定48.濕法脫硫原理？答：物理吸取的基本原理

氣體吸取可分為物理吸取和化學(xué)吸取兩種。假如吸取過程不發(fā)生顯著的化學(xué)反映，單純是被吸取氣體溶解于液體的過程，稱為物理吸取，如用水吸取SO2。物理吸取的特點(diǎn)是，隨著溫度的升高，被吸氣體的吸取量減少。

物理吸取的限度，取決于氣--液平衡，只要?dú)庀嘀斜晃〉姆謮捍笥谝合喑势胶鈺r(shí)該氣體分壓時(shí)，吸取過程就會(huì)進(jìn)行。由于物理吸取過程的推動(dòng)力很小，吸取速率較低，因而在工程設(shè)計(jì)上規(guī)定被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時(shí)該氣體的分壓。物理吸取速率較低，在現(xiàn)代煙氣中很少單獨(dú)采用物理吸取法。

化學(xué)吸取法的基本原理

若被吸取的氣體組分與吸取液的組分發(fā)生化學(xué)反映，則稱為化學(xué)吸取，例如應(yīng)用堿液吸取SO2。應(yīng)用固體吸取劑與被吸取組分發(fā)生化學(xué)反映，而將其從煙氣中分離出來的過程，也屬于化學(xué)吸取，例如爐內(nèi)噴鈣（CaO）煙氣脫硫也是化學(xué)吸取。

在化學(xué)吸取過程中，被吸取氣體與液體相組分發(fā)生化學(xué)反映，有效的減少了溶液表面上被吸取氣體的分壓。增長(zhǎng)了吸取過程的推動(dòng)力，即提高了吸取效率又減少了被吸取氣體的氣相分壓。因此，化學(xué)吸取速率比物理吸取速率大得多。

物理吸取和化學(xué)吸取，都受氣相擴(kuò)散速度（或氣膜阻力）和液相擴(kuò)散速度（或液膜阻力）的影響，工程上常用加強(qiáng)氣液兩相的擾動(dòng)來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中，瞬間內(nèi)要連續(xù)不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣，如單獨(dú)應(yīng)用物理吸取，因其凈化效率很低，難以達(dá)成SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，煙氣脫硫技術(shù)中大量采用化學(xué)吸取法。用化學(xué)吸取法進(jìn)行煙氣脫硫，技術(shù)上比較成熟，操作經(jīng)驗(yàn)比較豐富，實(shí)用性強(qiáng)，已成為應(yīng)用最多、最普遍的煙氣脫硫技術(shù)。49.催化還原法防治NOx的原理？濕法排煙脫NOx的原理? 答：(1)催化還原法用鉑或銅等為催化劑，以H2S或NH3為還原劑，可單獨(dú)將煙氣中的NOx還原為N2，一般認(rèn)為在NH3為還原劑時(shí)有以下幾個(gè)反映：6NO2+8NH3→7N2+12H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O第二個(gè)反映比前兩個(gè)速度低，故還原效果好，當(dāng)NH3/NOx=1，O2/NH3=10（mol比）還原效率為99%。優(yōu)點(diǎn)尚有，反映溫度低，在200~300℃條件下進(jìn)行，且反映放熱少，溫度上升僅30~40℃。缺陷是花費(fèi)注意：反映過程中，溫度范圍小，當(dāng)溫度大于300℃，NH3快速氧化為NOx(2)濕法排煙脫氮：a.氧化吸?。寒?dāng)水中有KMnO4、NaCIO2、O3、CIO2以及H2O2存在時(shí)，NO容易被氧化成NO2或生成硝酸鹽，KMnO4或NaCIO2的堿性水溶液對(duì)NO有較高的吸取率。KMnO4的氧化效能不受煙氣中CO2的影響，且還可同時(shí)排出煙氣中的SO2，吸取后的重要產(chǎn)物是硝酸鹽、硫酸鹽和MnO2（它又可再生為KMnO4）。b.絡(luò)合吸取法：煙氣中的NO可與FeSO4反映生成絡(luò)合物：NO+FeSO4→Fe（NO）SO4生成的絡(luò)合物加熱分解時(shí)放出NO被回收，同時(shí)放出H2SO4，可以防止FeSO4氧化作用。退火的機(jī)理、工藝及影響因素1)退火的機(jī)理退火的實(shí)質(zhì)是由應(yīng)力的減弱、消除階段和防止新應(yīng)力的產(chǎn)生階段組成Ⅰ應(yīng)力松弛：由于玻璃在應(yīng)變點(diǎn)以上時(shí)具有粘彈性，它不能長(zhǎng)時(shí)間承受各方向不平衡力的作用，玻璃內(nèi)結(jié)構(gòu)基團(tuán)在力的作用下產(chǎn)生位移和變形，使溫度梯度所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以消失。應(yīng)力松弛速度愈慢，產(chǎn)生永久應(yīng)力愈小玻璃的退火區(qū)域：在通過轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域（Tf～Tg）時(shí)，玻璃由典型的液態(tài)轉(zhuǎn)變成脆性狀態(tài)。而在Tg點(diǎn)以下的相稱的溫度范圍內(nèi)玻璃分子仍然可以進(jìn)行遷移，可以消除玻璃中的熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不均勻性。同時(shí)由于粘度相稱大，以致幾乎