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為您介紹玻璃的有關定義及通性


  玻璃在常溫下是一種透明的固體,在熔融時形成連續網絡結構,冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃的化學組成是Na2O·CaO·6SiO2,主要成分是二氧化硅。廣泛應用于建筑物,用來隔風透光,屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現出顏色的有色玻璃,和通過特殊方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也稱作有機玻璃。

  應用

  有石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃、高溫玻璃、耐高壓玻璃、防紫外線玻璃、防爆玻璃等。通常指硅酸鹽玻璃,以石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料,經混和、高溫熔融、勻化后,加工成形,再經退火而得。廣泛用于建筑、日用、醫療、化學、電子、儀表、核工程等領域。

  通性

  玻璃是一種無規則結構的非晶態固體(從微觀上看,玻璃也是一種液體),其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列,而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形,不像液體那樣隨重力作用而流動。

  各向同性
  玻璃的分子排列是無規則的,其分子在空間中具有統計上的均勻性。在理想狀態下,均質玻璃的物理、化學性質(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。

  無固定熔點
  玻璃由固體轉變為液體是一定溫度區域(即軟化溫度范圍)內進行的,它與結晶物質不同,沒有固定的熔點。軟化溫度范圍Tg~T1,Tg為轉變溫度,T1為液相線溫度,對應的黏度分別為1013.4 dPa·s、104~6dPa·s。

  介穩性
  玻璃態物質一般是由熔融體快速冷卻而得到,從熔融態向玻璃態轉變時,冷卻過程中黏度急劇增大,質點來不及做有規則排列而形成晶體,沒有釋出結晶潛熱,因此,玻璃態物質比結晶態物質含有較高的內能,其能量介于熔融態和結晶態之間,屬于亞穩狀態。從力學觀點看,玻璃是一種不穩定的高能狀態,比如存在低能量狀態轉化的趨勢,即有析晶傾向,所以,玻璃是一種亞穩態固體材料。

  漸變性可逆性
  玻璃態物質從熔融態到固體狀態的過程是漸變的,其物理、化學性質的變化也是連續的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同,結晶過程必然出現新相,在結晶溫度點附近,許多性質會發生突變。而玻璃態物質從熔融狀態到固體狀態是在較寬溫度范圍內完成的,隨著溫度逐漸降低,玻璃熔體黏度逐漸增大,最后形成固態玻璃,但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變為熔體的過程也是漸變的。
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