影響玻璃化學穩定性的因素

  硅酸鹽玻璃的耐酸、耐水性主要取決于二氧化硅和堿金屬氧化物的含量,二氧化硅含量越高,硅氧四面體互相連接程度越大,則玻璃化學穩定性越高。反之堿金屬氧化物的含量越大則玻璃中硅氧結構網絡斷裂越多,使玻璃的化學穩定性下降。另外,玻璃起水解反應時,陽離子的浸析速度決定于鍵力R-O的強度,所以在簡單的硅酸鹽玻璃中化學穩定性隨陽離子半徑的增加而下降。上述規律同樣適用于硼酸鹽玻璃系統中,但不適合磷酸鹽玻璃。 玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物時出現“混合堿效應”。三價氧化物中,B2O3 對玻璃影響較大,出現“硼反?，F象”,在Na2O-CaO-SiO2玻璃中,少量的Al2Os可提高化學穩定性。熱處理和表面狀態也影響玻璃的化學穩定性。 一般來講,退火玻璃的化學穩定性較淬火玻璃高,但硼硅酸鹽玻璃在退火過程中會發生分相,對化學穩定性的影響與退火后的玻璃結構有關。 介質對玻璃的侵蝕開始于玻璃表面,因此玻璃的表面狀態對玻璃的化學穩定性影響也較大,通過表面處理來改變玻璃的表面狀態可以提高玻璃的化學穩定性。溫度和壓力對玻璃化學穩定性影響也很大。 玻璃的化學穩定性隨溫度和壓力的升高而劇烈的變化。 在100C以下,溫度每升高10'C,侵蝕介質對玻璃的侵蝕速度增加50%~250%;100C以上時(如在熱壓容器中),侵蝕速度始終是劇烈的,只有含鋯多的玻璃才是穩定的。 壓力對玻璃化學穩定性的影響也很大。 當壓力提高到(29.4~98)X105Pa時,甚至化學穩定性較好的玻璃也可在短時間內被劇烈的破壞,同時有大量的氧化硅轉入溶液中。玻璃的化學穩定性常用試樣在規定時間間隔內經侵蝕性介質處理后的失重衡量。失重量綱是mg/cm2.采用選擇測定轉入溶液中的組分來表示失重更為清楚.這就是,用單位玻璃表面轉人溶液中的每一氧化物(msio,mMe,O,mMeo等)的摩爾質量來表示失重。

  思考題1.溫度對玻璃黏度有哪些影響?2.影響玻璃表面張力的因素有哪些?3.在溫度和壓力不變的情況下,玻璃的密度大小由哪些因素決定?4.玻璃的硬度有哪些表示方法?5.溫度和組成是如何影響玻璃的折射率的?6.為什么玻璃形成氧化物SiO2,B2O3,P203等只能透過近紅外,不能透過中遠紅外?7.分別舉例說明離子導電和電子導電玻璃。8.J.斯蒂維爾(stevels)把玻璃中的損耗分為哪四種。9.化學組成對玻璃的彈性有哪些影響?10.玻璃的機械強度主要取決于哪些因素?11.影響玻璃熱膨脹系數的因素有哪些?12.試說明玻璃的熱導率與溫度及組成的關系。13.試說明水、酸、堿、大氣對硅酸鹽玻璃的侵蝕機理。