《玻璃工藝學(xué)》教學(xué)大綱

《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱英文名稱:GlassesTechnology課程編碼：E014404課內(nèi)教課時數(shù)：80課時，其中課堂講課64課時，試驗16課時。學(xué)分：5學(xué)分；合用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程本科開課單位：應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系撰寫人：王秋芹審核人：制定（或修訂）時間：8月一、課程的性質(zhì)和任務(wù)玻璃工藝學(xué)是無機(jī)非金屬材料專業(yè)的重要專業(yè)選修課程之一。本課程意在使學(xué)生掌握玻璃工藝的同步，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，培養(yǎng)自學(xué)、講解、協(xié)作和分析的綜合能力。規(guī)定學(xué)習(xí)本課程前應(yīng)修完一般物理、材料物理、一般化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料制備技術(shù)、無機(jī)材料化學(xué)、玻璃與非晶態(tài)材料等課程。開設(shè)這門課的目的是讓學(xué)生理解玻璃的種類、構(gòu)造特點(diǎn)、基本性能、原料構(gòu)成和制備工藝，理解玻璃在各個領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)實狀況和發(fā)展趨勢。通過這門課的學(xué)習(xí)使學(xué)生對玻璃的性能和生產(chǎn)工藝過程有一種初步的掌握。二、課程教學(xué)內(nèi)容的基本規(guī)定、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一單元玻璃的定義與構(gòu)造=1\*GB4㈠基本規(guī)定理解玻璃的發(fā)展歷史，玻璃的發(fā)展前景，玻璃的通性，玻璃的構(gòu)造理論，掌握玻璃構(gòu)成、構(gòu)造與性能之間的關(guān)系。理解玻璃構(gòu)造的研究措施。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃的構(gòu)造理論=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃構(gòu)成、構(gòu)造與性能之間的關(guān)系=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃的定義2、玻璃的通性3、玻璃的構(gòu)造（1）玻璃的構(gòu)造理論（2）老式玻璃構(gòu)造（3）重金屬玻璃構(gòu)造（4）非氧化物玻璃的構(gòu)造（5）金屬玻璃的構(gòu)造（6）有機(jī)玻璃的構(gòu)造。4、玻璃構(gòu)成、構(gòu)造與性能之間的關(guān)系（1）玻璃的陽離子分類（2）玻璃構(gòu)成對構(gòu)造的影響（3）構(gòu)造對性質(zhì)的影響。5、玻璃構(gòu)造的研究措施第二單元玻璃的形成與規(guī)律=1\*GB4㈠基本規(guī)定通過本章的教學(xué)使學(xué)生理解玻璃形成措施，初步理解多種氧化物在玻璃熔體中的作用，理解玻璃的類型及構(gòu)造學(xué)說，掌握玻璃的生成規(guī)律及玻璃成分、構(gòu)造和性能之間的關(guān)系，領(lǐng)會玻璃的生成規(guī)律。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃的類型及構(gòu)造學(xué)說。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃形成的動力學(xué)，熱力學(xué)。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃形成物資（1）結(jié)晶化學(xué)理論（2）氧化物在玻璃中的作用2、玻璃形成措施（1）熔體冷卻法（2）氣相制備技術(shù)（3）液相制備技術(shù)（4）固相制備技術(shù)。3、玻璃形成熱力學(xué)4、玻璃形成動力學(xué)5、玻璃形成范圍（1）一元系統(tǒng)玻璃（2）二元系統(tǒng)玻璃（3）三元系統(tǒng)玻璃6、金屬玻璃（1）金屬玻璃的形成能力（2）金屬玻璃的制備技術(shù)（3）金屬玻璃的性能與應(yīng)用第三單元玻璃的分相與析晶=1\*GB4㈠基本規(guī)定理解玻璃的分相，掌握分相機(jī)理，理解微晶玻璃的制備工藝措施，掌握玻璃析晶及析晶缺陷，理解微晶玻璃及其制備工藝。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)分相機(jī)理=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃析晶及析晶缺陷=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃分相（1）兩種分相構(gòu)造及機(jī)理（2）二元系統(tǒng)玻璃分相（3）三元系統(tǒng)玻璃分相（4）玻璃分相原因（5）分相對玻璃性能的影響2、玻璃析晶（1）成核過程（2）晶體生長（3）影響玻璃析晶的原因3、玻璃的析晶缺陷（1）玻璃析晶缺陷產(chǎn)生的原因（2）影響玻璃析晶缺陷產(chǎn)生的原因4、微晶玻璃（1）微晶玻璃的概述（2）微晶玻璃的制備措施第四單元玻璃的性質(zhì)㈠基本規(guī)定理解玻璃的密度、粘度、表面張力等參數(shù)。掌握玻璃的光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性質(zhì)。㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃的粘度，表面張力。㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃的光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性質(zhì)。㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃的密度（1）玻璃密度與成分的關(guān)系（2）玻璃密度與溫度及熱歷史的關(guān)系（3）玻璃密度與壓力的關(guān)系（4）玻璃密度的測量措施2、玻璃的黏度（1）玻璃黏度與溫度的關(guān)系（2）玻璃黏度與玻璃構(gòu)成的關(guān)系（3）玻璃黏度與生產(chǎn)的關(guān)系（4）玻璃黏度的計算措施（5）玻璃黏度的測量措施3、玻璃的表面張力（1）玻璃表面張力的物理含義及應(yīng)用（2）玻璃表面張力的影響原因（3）玻璃表面潤濕性及影響原因4、玻璃的表面性質(zhì)（1）玻璃表面構(gòu)造和表面成分（2）玻璃表面離子互換（3）玻璃的表面吸附5、玻璃的力學(xué)性質(zhì)（1）玻璃的力學(xué)基本概念（2）玻璃的機(jī)械強(qiáng)度6、玻璃的熱學(xué)性質(zhì)（1）玻璃的熱膨脹系數(shù)（2）玻璃的比熱容（3）玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)（4）玻璃的熱穩(wěn)定性7、玻璃的電學(xué)性質(zhì)（1）導(dǎo)電性（2）介電性（3）電性能的測量措施8、玻璃的光學(xué)性能（1）玻璃的折射率（2）玻璃的光學(xué)常數(shù)（3）玻璃的反射、吸取和透過9、玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性（1）玻璃的侵蝕機(jī)理（2）影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的原因（3）玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測量第五單元玻璃著色與脫色=1\*GB4㈠基本規(guī)定掌握玻璃顏色，掌握玻璃著色機(jī)理，掌握玻璃脫色機(jī)理。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃著色機(jī)理；玻璃脫色機(jī)理。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃著色機(jī)理；玻璃脫色機(jī)理。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃顏色（1）概述（2）顏色三要素（3）色度圖與色坐標(biāo)2、玻璃著色機(jī)理（1）離子著色（2）金屬膠體著色（3）硫、硒及化合物著色3、玻璃脫色（1）玻璃的脫色原理（2）硒鈷脫色中的問題第六單元玻璃成分設(shè)計=1\*GB4㈠基本規(guī)定理解玻璃成分設(shè)計原則，掌握玻璃多種性質(zhì)的計算。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃密度；熱膨脹系數(shù)；比熱容；熱導(dǎo)率；光學(xué)性質(zhì)；吸取X射線和y射線性質(zhì)的計算。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃機(jī)械性質(zhì)；電學(xué)性質(zhì)；化學(xué)穩(wěn)定性；黏度；表面張力；熔化溫度；析晶性能計算。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃成分設(shè)計（1）概述（2）玻璃成分的表達(dá)措施（3）玻璃成分設(shè)計原則（4）玻璃成分設(shè)計措施2、玻璃性能計算（1）密度的計算（2）熱膨脹系數(shù)的計算（3）比熱容的計算（4）熱導(dǎo)率的計算（5）光學(xué)性質(zhì)的計算（6）吸取X射線和y射線性質(zhì)的計算（7）機(jī)械性質(zhì)的計算（8）電學(xué)性質(zhì)的計算（9）化學(xué)穩(wěn)定性的計算（10）黏度的計算（11）表面張力的計算（12）熔化溫度的計算（13）析晶性能的計算第七單元玻璃的原料與配料=1\*GB4㈠基本規(guī)定掌握玻璃的重要原料，理解玻璃的輔助原料，理解玻璃的脫色劑，理解玻璃的乳濁劑、助熔劑、氧化劑與還原劑，掌握玻璃配合料的計算、制備。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃重要原料；玻璃配合料的計算。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃的輔助原料=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃的重要原料（1）多種氧化物2、輔助原料（1）澄清劑（2）著色劑3、脫色劑4、乳濁劑5、助溶劑6、氧化劑與還原劑7、配合料的計算8、配合料的制備第八單元玻璃的熔制與窯爐=1\*GB4㈠基本規(guī)定掌握玻璃的熔制過程，理解玻璃溶質(zhì)的影響原因，理解玻璃的熔窯類型，掌握玻璃熔制溫度制度及玻璃熔制強(qiáng)制均勻措施。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃的熔制過程=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃熔制溫度制度=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃的熔制過程（1）硅酸鹽的形成（2）玻璃的形成（3）玻璃液的澄清（4）玻璃液的均化（5）玻璃液的冷卻2、玻璃熔制的配合料揮發(fā)3、玻璃熔制的影響原因4、玻璃熔窯類型（1）坩堝窯（2）火焰池窯（3）電加熱的池窯5、玻璃的熔制溫度制度6、玻璃熔制強(qiáng)制均化措施第九單元玻璃的成形=1\*GB4㈠基本規(guī)定掌握玻璃的成形原理，理解玻璃成形制度，理解玻璃成形措施。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃的成形原理=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃成形措施=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃的成型原理（1）玻璃粘度（2）玻璃表面張力（3）玻璃熱學(xué)性質(zhì)2、玻璃的成形制度3、玻璃成形措施（1）機(jī)械供料（2）壓制法（3）吃制法（4）拉制法（5）壓延法（6）澆鑄法（7）燒結(jié)法（8）離心法（9）噴吹法（10）成球法第十單元玻璃的加工=1\*GB4㈠基本規(guī)定理解玻璃冷加工，理解玻璃熱加工，掌握玻璃熱處理與封接，掌握玻璃的強(qiáng)化。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃表面處理。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃熱加工，玻璃表面處理。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃冷加工（1）研磨和拋光（2）切割，噴砂，鉆孔，切削2、玻璃熱加工（1）熱加工原理（2）熱加工的重要措施3、玻璃表面處理（1）化學(xué)蝕刻（2）化學(xué)拋光（3）表面金屬涂層（4）表面導(dǎo)電膜（5）表面憎水涂層（6）表面著色（7）表面光學(xué)薄膜4、玻璃封接（1）封接原理（2）封接的形式5、玻璃的強(qiáng)化處理（1）物理強(qiáng)化（2）化學(xué)強(qiáng)化第十一單元玻璃的熱處理=1\*GB4㈠基本規(guī)定掌握玻璃退火原理，掌握玻璃退火制度，理解玻璃退火溫度的測定措施。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃退火原理。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)玻璃退火制度。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃應(yīng)力（1）玻璃中的熱應(yīng)力（2）應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力2、玻璃退火原理3、玻璃退火制度（1）加熱階段（2）保溫階段（3）慢冷階段（4）快冷階段。4、玻璃退火制度與構(gòu)成的關(guān)系5、玻璃退火溫度的測定（1）粘度計法（2）熱膨脹儀法（3）差熱法（4）雙折射法第十二單元玻璃的缺陷與控制=1\*GB4㈠基本規(guī)定理解玻璃中的氣泡，掌握玻璃中的結(jié)石。=2\*GB4㈡教學(xué)重點(diǎn)玻璃中的氣泡。=3\*GB4㈢教學(xué)難點(diǎn)結(jié)石。=4\*GB4㈣教學(xué)內(nèi)容1、玻璃中的氣泡（1）一次氣泡（2）二次氣泡（3）其他類型氣泡2、結(jié)石（1）配合料結(jié)石（2）耐火材料結(jié)石（3）析晶結(jié)石3、條紋與節(jié)瘤（1）條紋（2）節(jié)瘤三、課程課時分派教學(xué)單元內(nèi)容總學(xué)時課時安排講授試驗上機(jī)課程設(shè)計其他1玻璃的定義與構(gòu)造222玻璃的形成與規(guī)律443玻璃的分相與析晶444玻璃的性質(zhì)665玻璃著色與脫色446玻璃成分設(shè)計887玻璃的重要原料與配料888玻璃的熔制與窯爐889玻璃的成型6610玻璃的加工6611玻璃的熱處理4412玻璃的缺陷與控制44合計6464四、試驗教學(xué)環(huán)節(jié)項目的教學(xué)規(guī)定及教課時間安排見無機(jī)非金屬材料工程本科專業(yè)試驗大綱五、本課程與其他課程的聯(lián)絡(luò)學(xué)習(xí)本課程應(yīng)具有材料物理性能、無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)、玻璃生產(chǎn)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課知識。六、本課程的特點(diǎn)及教法、學(xué)法提議1、對基本概念、基本理論及基本分析措施的規(guī)定并重。2、試驗課程是重要的學(xué)習(xí)與實