玻璃陶瓷选论
罗传峰
玻璃
一、名词解释：
非桥氧；硼氧反常性；转变温度区；桥氧；混合碱效应；硼反常性
答：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。
硼氧反常性：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中作为非桥氧出现于结构中，而是使硼氧三角体（B0）转变成为完全由桥氧组成
的硼氧四面体，导致B03玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化，这就是所谓硼氧反常性。
转变温度区：玻璃熔体自高温逐渐变冷却时，要通过一个过渡温度区，在此区域内玻璃从典型的液体状态，逐渐转变为具有固体各项性质的物体。这一区域称之为转变温度区。
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。
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。
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。
二、问答题：1、简述玻璃结构中阳离子的分类，及其在玻璃结构中的作用
答：按元素与氧结合的单键能的大小和能否形成玻璃，分为三类：网络生成
体氧化物：能单独生成玻璃，在玻璃结构中能形成各自特有的网络体系。网络外体氧化物：不能单独生成玻璃，当阳离子M电场强度较小时，断网作用，电场强
度较大时积聚作用。中间体氧化物：当配位数》6时，阳离子处于网络之外，与网
络外体作用相似；当配位数为4时能参加网络起网络生成体作用。
2、简述玻璃在Tg—Tf范围内及其附近的结构变化情况。
答：在Tg—Tf范围内及其附近结构变化中可以从三个温度范围说明： 1.Tf以上，粘度小，质点流动层扩散速度快，结构变化快，瞬间可达平衡。 2.Tg以下，
玻璃基本上已经转化为具有弹性以及脆性等特点的固态物体，此温度范围内结构变化远远落后于温度变化。3.Tg —Tf范围:粘度介于上述二者之间，质点可适当移动，构造状态趋向平衡所需时间较短。此时温度范围决定了玻璃结构状态以及结构灵敏性能。
3、逆性玻璃中，“逆性”的含义是什么？
答：1在结构上，一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体，金属离子处于网络的空穴中，它仅起补
网作用，逆性玻璃与通常玻璃是相逆的，即决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连接，而是金属离
子多面体短链中氢离子的结合。2逆性玻璃在性质上也发生逆转性，一般玻璃的性质是随SiO2的减
少而降低，在逆性玻璃中则相反，碱金属和碱土金属含量越多，结构越强固，而某些物理性质都向玻璃的相反方向变化。
第六章玻璃的化学稳定性
1、试述水、酸、碱、大气对玻璃的侵蚀过程。
答：1水，水对玻璃的侵蚀幵始于水中的H+和玻璃中的Na+离子进行交换，通
过反应间接破坏硅氧骨架，并且水分子也可以直接破坏硅氧骨架，从而造成对玻璃的侵蚀，但是产物硅酸凝胶会减低侵蚀的速度。2酸，酸对玻璃的侵蚀是通过水的作用侵蚀玻璃，产物金属氢氧化物要受到酸的中和。中和作用起着两种相反的效果，一是使玻璃和水溶液之间的离子交换反应加速进行，从而增加玻璃的失重，二是降低溶液的pH 值，
使硅酸凝胶Si(OH)4 的溶解度减小，从而减少玻璃的失重。
3 碱，第一阶段：碱溶液中的阳离子吸附在玻璃表面上；第二阶段：由于阳离子有束缚其周围OH- 离子的作用，当阳离子吸附在玻璃表面的同时，玻璃表面附近的OH-离子浓度相应增高，起着“攻击”和“断裂”玻璃表面硅氧键的作用；第三阶段：-Si-O-Si- 骨架破坏后，产生-Si-O- 群，最后变成了硅酸离子。
4 大气，前期相当于水溶液的侵蚀，后期由于PH 值升高，相当于碱的侵蚀。
2、玻璃容器产生脱片的原因是什么？答：玻璃容器产生拖片的原因如下： 1 玻璃表面层中，可溶性成分溶出后，由于不溶性的高硅氧残存的薄膜的脱离 2 原溶液存在(或从玻璃中溶出)的多价金属离子，在玻璃表面形成硅酸盐薄膜后脱离。
3、影响玻璃强度的因素有哪些？
答：化学键强度、微不均匀性、结构缺陷、微裂纹、外界条件如温度、活性介质、疲劳等。化学键对玻璃强度的影响：指键强和单位体积内键的数目对强度的影响。对硅酸盐玻璃来说，桥氧与非桥氧所形成的键，其强度是不同的，就非桥氧离子来讲，碱土金属和碱金属的键强也不一样，单位体积内的键数也即与结构网的疏密程度，结构网稀强度越低。微不均匀性对强度的影响：结构的微不均匀性降低了玻璃的强度。由于分相而行成的两相交界面上形成裂纹核，因为微相与微相之间结合力比较薄弱，并且两项成分不同，膨胀不一样，产生应力以至于强度下降。表面裂纹对强度的影响：在拉丝过程中，表面微裂纹被火焰容去，并且在冷却过程中表面产生了压应力，从而强化了表面使强度增加。缺陷对强度的影响：宏观缺陷常常因为成分与玻璃主体不一致而造成内应力，围观缺陷常常在宏观缺陷的地方集中，从而导致了裂纹严重影响玻璃强度。活性介质可能渗入裂纹是裂纹扩展与玻璃起反应式结构破坏。低温与高温对玻璃强度的影响不同，玻璃强度随温度升高而降低。
第一章
1.如何提高瓶罐的机械强度和热稳定性？
答：为了提高瓶罐的机械强度和热稳定性，将玻璃瓶进行钢化处理和离子交换处理，瓶罐由制瓶机取出后，立即送入马弗式钢化炉内均匀加热到接近玻璃的软化温度，然后转入钢化室，用多孔喷嘴向瓶罐内外喷射冷却空气，使瓶罐快速冷却得到均匀的压应力分布。而离子交换又称为化学钢化处理，通常是将瓶罐置于熔融的硝酸钾中，使离子半径较大的K置换玻璃中离子半径较小的Na,表面发生
压挤，从而形成均匀的压应力，使瓶罐强度提高。
2.简述金属胶体着色的过程。
答：1 金属离子的溶解。金属离子充分溶解于玻璃熔体之中是金属胶体着色的前提。2 金属离子的还原，在高温下，铜银金都以离子状态存在于玻璃中，必须把金属离子还原成金属原子。热还原法，光化学还原法3、金属离子的成核长大：金
属离子还原成原子状态后，必须进行适当的热处理，使分散在玻璃中的金属原子聚集，成核并长大成为胶体。必须指出，在热处理过程中，金属颗粒常常由于成长过大，而使玻璃发生乳浊现象。
第五章仪器玻璃
1、对仪器玻璃的要求主要有哪些？
答：1 良好的抗化学抗蚀性，抗化学侵蚀性是仪器玻璃的最主要要求，如果仪器玻璃
抗化学侵蚀性不好，不但会使化学药品变质，分析结果不准确，还会造成
严重事故。 2 抗热冲击性好，指玻璃对冷热急变的抵抗能力， 3 机械性能好，要
求玻璃机械强度高、弹性好、脆性低、使用时不易损坏同时也要求玻璃硬度高不易产生划痕。 4 使用温度高，要求玻璃有较高的软化温度，以保证较高温度下使用不会产生变形。5良好的工艺性能，这就包括以下方面： a 析晶温度范围下，经反复加热不会析晶，b玻璃
与各种气氛火焰接触后不会变质c料性长，也就是粘度在100 帕至1000000 帕秒之间的温度范围较大，以便于进行各种复杂形状制品的成型和灯工加工。
影响保温品保温效果的因素有哪些?1 排气的温度不符合规定， 2 石棉粒吸附的水分在干燥时未完全排除。 3 镀银质量不良， 4 瓶口不圆， 5 应力集中， 6 石棉粒影响。
2、高硅氧玻璃的制造原理是什么？
答：高硅氧玻璃是利用Si0 2—B03—NS20玻璃组成的B区易于分相的特点来制造的。选取B区域中适当组成，按一般玻璃生产方法制出半成品。将其在600C左
右热处理一段时间后使其分相，分相后这种玻璃就分离为高N&0—B2O3相和高Si0 2
相。玻璃分相后经退火处理，而后用酸溶液与Na0—B03相反应。反应产生的生成
物用弱碱和清水洗去，此时制品就成为高Si0 2相的多孔质玻璃了。此后再经1200 C 左右的烧结，即可制成高硅氧玻璃制品。
3、如何防止高硼硅仪器玻璃的分相？
答：1选择良好的化学成分，B2O3含量小于13% Na2O含量小于6%,AI2O3含量小于2%寸，玻璃分相倾向下，尤其AI2O3有强烈抑制分相的作用，2确定良好的热处理方法，最高退火温度不高于580° C,保温时间不超过20分钟，反复退火次数不能超过两次。影响保温瓶效果的因素： 1 排气的温度不符合规定， 2 石棉粒吸附的水分在干燥时未完全排除 3 镀银质量不良 4 瓶口不圆 5 应力集中 6 石棉粒影响。
第六章光学玻璃
1、对光学玻璃有些什么基本要求？
答：1、特定的光学常数和同一批玻璃的光学常数的一致性。2、高度的透明性。3、高度的物化均匀性。4、一致的化学稳定性。5、一定的热性质及机械性质。
2、什么是选择性吸收型玻璃、截止型玻璃、中性（暗色）玻璃？
答：1 选择性吸收型玻璃，此类玻璃只透过或吸收某一个或某几个波段的光。2截止型玻璃，这类玻璃在某一波段上“截止”，即小于此波长的光不透过，大于此波长的光，透过率迅速上升到最大值。这个波长通常称为截短波极限。 3 中性（暗色）玻璃，此类玻璃对可见光各波段能无选择地均匀吸收，呈暗灰色。
第七章微晶玻璃1、试述微晶玻璃的强化方法。
答：1 表面涂层。在具有膨胀系数的微晶玻璃表面，用膨胀系数低的玻璃在高温下涂盖一薄层，冷却以后，因两者膨胀系数的差别，涂层产生压应力，微晶玻璃本体产生张应力，涂层的压应力将提高制品的强度，强度可提高2-4 倍，这种方法只适合用于膨胀系数大的微晶玻璃。 2 离子交换，离子交换可以在熔融盐液中进行，也可以在盐的气体中进行，使玻璃中离子与盐中粒径大的离子交换, 从而在微晶玻璃表面产生应压力层起强化作用. 用于离子交换的盐类一般常用的有氯化钾、硝酸钾、硝酸钠、硫酸钠、硫酸锂等，离子交换的温度在550?850C，交换时
间为4~48 小时。
2、简述微晶玻璃核化与晶化的基本原理。
答：微晶玻璃结晶过程中的核化和晶化，多数是属于非晶相核化和非晶相晶化的类型。其基本原理是：加入玻璃配料中的成核剂，在玻璃熔至过程中，均匀的溶解于熔融体中，当玻璃出子啊析晶温度区间时，成核剂能降低玻璃晶相生成所需要的能量，核化就可以在较低温度下进行。（特点是核化与晶化在整个玻璃体中均匀进行，新晶相在成核剂上附析，长大成为细小的晶体）
陶瓷
1.氧化铝陶瓷制备时，原料必须进行预烧，预烧的目的是什么，怎么进行预烧？
答：预烧可使丫-Al 2O全部变成a -Al 2Q减少烧成收缩。因为由丫-Al 2Q向a
-Al 2O3 转化，伴随有13%的体积收缩。此外预烧还可以排除氧化铝原料中的氧化
钠，提高原料的纯度及产品质量。工业Al 2O3 预烧通常要加入适量的添加剂物，如HBO、
NHF、AIF3等，加入量一般为0.3%?3%预烧质量与预烧温度有关。预烧温度偏低，就不能完全转变成a -AI2Q，若预烧温度过高，就发生烧结，不
易粉碎，且活性降低。采用HBO添加物，预烧温度在1400?14500C左右，保温在2?3h。如果采用NHF添加物，则预烧温度为1250°C，保温1?2h此外，气氛对AI2O预烧质量影响也很大。温度在14500C以下，在不同气氛中预烧AI2Q，其
中Na2O 的含量也不相同。
2.生物陶瓷材料必须具备哪些条件？
答:⑴ 生物相容性；⑵ 力学相容性；⑶ 与生物组织有优异的亲和性；⑷ 抗血栓；⑸ 灭菌性；⑹具有很好的物理、化学稳定性。
3.制取多孔性的磷酸三钙降解材料有哪些方法？
答：磷酸三钙晶体的制备方法目前主要有沉淀法、固相反应法、醇化合物法、前躯体法等。
4.吸收性生物陶瓷应具备哪些特点？
适的时间内完成特定的功能要求。其吸收过程不会显着地妨碍被正常的健康组织所取代的过程等特点。
5.为了保证透明陶瓷的透光性，应采取什么必要的措施？
答：为了保证透明陶瓷的透光性，应采取如下一些必要措施：
1采用高纯原料，如生产透明氧化铝，其原料个A1203的含量不得低于99. 9%;
2适当的转相(或顶烧)温度，若转相温度过高，则活性降低，影响产品烧成时的准确烧结，若转相温度过低，转相或合成不完全。
3充分排除气孔；
4细粒化，加入适当的添加剂以抑制晶粒长大；
5热压烧结，采用热压烧结技术，所得制品可基太上排除气泡，接近理论密度。
6.要使陶瓷具有透光性，必须具备什么条件？
答：1高密度，尽可能接近理论密度。2晶界处无气孔和空洞，或其此尺寸
比入射的可见光波长小的多，即使发生散射现象，因其所引起的损失也很轻微。3晶界处无杂质和玻璃相或它们与主晶相的光学性质差别很小。4晶粒细小、尺寸接
近单一，晶粒内无气泡圭寸入。
7.碳化硅陶瓷很难烧结，通常采用的烧结方法有那些？
答：1反应烧结2热压烧结3无压烧结4热等静压烧结等
8.氮化物陶瓷的制造工艺有哪几种？
答：硅粉直接氮化法二氧化硅还原氮化法硅亚氨热分解法化学气相沉淀法
9.多孔陶瓷材料应具备什么特点？
答：(1)气孔率高(2)强度高(3)物理和化学性质稳定。
过滤精度高，再生性能好。
10.多孔陶瓷的形成机理是什么？
答：(1) 利用骨料颗粒的堆积，粘接形成多孔陶瓷。多孔陶瓷形成过程中，
传质过程是不连续的。骨料颗粒间的连接主要有以下两种方式：①依靠添加与其
组分相同的微细颗粒，利用其易于烧结的特点，在一定的温度下，将大颗粒连接起来。②使用一些添加剂，它们在高温下或能生成膨胀系数和化学组分与骨料相匹配又能与骨料相浸润的液相，或是能与骨料间发生固相反应将骨料颗粒连接。
(2) 利用可燃尽的多孔载体吸附陶瓷料浆，而后在高温下燃尽载体材料而形成孔隙结构。
(3) 利用某些外加剂在高温下燃尽或挥发而在陶瓷体中留下孔隙。通常由颗粒堆积而形成的多孔陶瓷的气孔率的实际范围为25％~35％，因此在需要高气孔
率的情况下，往往在配料中加入碳粉、碳黑等。这些物质在高温下燃烧挥发而留下孔隙。(4) 利用材料的热分解、相变、离析而形成小孔隙。
11.按照磁化率的大小可将固体的磁性分成几类？
答：抗磁性，顺磁性，铁磁性，反铁磁性，亚铁磁性
12.溶胶—凝胶法制备陶瓷薄膜的基本原理是什么？
答：制备陶瓷薄膜时，用甩胶、喷涂或浸渍等方法将醇盐溶胶涂于基片上，醇盐吸收空气中的水分后发生水解和聚合，并逐渐变为凝胶，经干燥、烧结等处理而制得所需的薄膜。
13.光纤的光传输原理是什么？
答：光纤纤芯的折射率略大于包层的折射率，当光入射的角度大于临界角时，利用光的全反射现象——光由光密媒质射到光疏媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象，可实
现光在光纤内传输。
14.固体激光材料有哪些？（举例）？
答：1 基质晶体如：蓝宝石，钇铝石榴石，钇镓石榴石，气体钇等。2基质玻璃：如硅酸盐玻璃，磷酸盐玻璃，氟磷酸盐玻璃，硼磷酸盐玻璃等。
15. 溅射—Fe2O3 薄膜有哪些优点？
答：1用添加Co的方法容易控制薄膜的矫顽力。2同基板粘着力强。3稳定性
好。4 薄膜厚度和尺寸均匀性好。5采用阳极化的高纯度铝合金基板，平直度和粗糙度均很高，容易减小磁头的浮动高度，提高磁记录密度。
16. 简述金刚石薄膜的特性及其用途。
答：①由于金刚石薄膜的超硬性、耐磨性和抗蚀性，因而用于工具和工件的涂
层，大大延长了他们的使用寿命。②金刚石薄膜具有高导热率和高电阻率，是相
当优异的绝热散热材料，因此被用于超高速集成电路、超大规模集成电路、功率
电子器件和功率光电子器件的芯片散热。③金刚石薄膜作为一种光学材料，可用于各种光学元件的镀层和X射线探测器的超薄窗口。④金刚石薄膜有较小的密度和极高的弹性模量，声波在其中的传播速度高，可用于扬声器中振动膜片的包敷。
玻璃陶瓷选论 罗传峰 0943014034 玻璃 一、名词解释： 非桥氧；硼氧反常性；转变温度区；桥氧；混合碱效应；硼反常性 答：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。 硼氧反常性：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中作为非 桥氧出现于结构中，而是使硼氧三角体（B0 3 ）转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体，导 致B 20 3 玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络， 使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化，这就是所谓硼氧反常性。 转变温度区：玻璃熔体自高温逐渐变冷却时，要通过一个过渡温度区，在此区域内玻璃从典型的液体状态，逐渐转变为具有固体各项性质的物体。这一区域称之为转变温度区。 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。 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。 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。 二、问答题： 1、简述玻璃结构中阳离子的分类，及其在玻璃结构中的作用。 答：按元素与氧结合的单键能的大小和能否形成玻璃，分为三类：网络生成体氧化物：能单独生成玻璃，在玻璃结构中能形成各自特有的网络体系。网络外体氧化物：不能单独
生成玻璃，当阳离子M电场强度较小时，断网作用，电场强度较大时积聚作用。中间体氧化物：当配位数≥6时，阳离子处于网络之外，与网络外体作用相似；当配位数为4时能参加网络起网络生成体作用。 2、简述玻璃在Tg—Tf范围内及其附近的结构变化情况。 答：在Tg—Tf范围内及其附近结构变化中可以从三个温度范围说明：1.Tf以上，粘度小，质点流动层扩散速度快，结构变化快，瞬间可达平衡。2.Tg以下，玻璃基本上已经转化为具有弹性以及脆性等特点的固态物体，此温度范围内结构变化远远落后于温度变化。 3.Tg—Tf范围:粘度介于上述二者之间，质点可适当移动，构造状态趋向平衡所需时间较短。此时温度范围决定了玻璃结构状态以及结构灵敏性能。 3、逆性玻璃中，“逆性”的含义是什么？ 答：1在结构上，一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体，金属离子处于网络的空穴中，它仅起补网作用，逆性玻璃与通常玻璃是相逆的，即决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连接，而是金属离子多面体短链中氢离子的结合。2逆性玻璃在性质上也发生逆转性，一般玻璃的性质是随SiO2的减少而降低，在逆性玻璃中则相反，碱金属和碱土金属含量越多，结构越强固，而某些物理性质都向玻璃的相反方向变化。 第六章玻璃的化学稳定性 1、试述水、酸、碱、大气对玻璃的侵蚀过程。 答：1水，水对玻璃的侵蚀开始于水中的H+和玻璃中的Na+离子进行交换，通过反应间接破坏硅氧骨架，并且水分子也可以直接破坏硅氧骨架，从而造成对玻璃的侵蚀，但是产物硅酸凝胶会减低侵蚀的速度。2酸，酸对玻璃的侵蚀是通过水的作用侵蚀玻璃，产物金属氢氧化物要受到酸的中和。中和作用起着两种相反的效果，一是使玻璃和水溶液之间的离子交换反应加速进行，从而增加玻璃的失重，二是降低溶液的pH值，使硅酸凝胶Si(OH)4的溶解度减小，从而减少玻璃的失重。3碱，第一阶段：碱溶液中的阳离子吸附在玻璃表面上；第二阶段：由于阳离子有束缚其周围 OH-离子的作用，当阳离子吸附在玻璃表面的同时，玻璃表面附近的OH-离子浓度相应增高，起着“攻击”和“断裂”玻璃表面硅氧键的作用；第三阶段：-Si-O-Si-骨架破坏后，产生-Si-O-群，最后变成了硅酸离子。4大气，前
浅谈微晶玻璃 摘要微晶玻璃是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。微晶玻璃具有很多优异的性能，这些特性一般都超过了普通的金属材料、有机材料及无机非金属材料。这些优异的性能使微晶玻璃受到了极大的欢迎。 关键词微晶玻璃组成结构制备工艺应用发展 1引言 微晶玻璃(Glass-ceramic)又名玻璃陶瓷，它是指将加有形核剂（个别可不加）的特定组成的基础玻璃，通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料，即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量（体积百分比约占95%～98%）的随机取向的微小陶瓷晶体（通常小于10μm）。同原始玻璃相比,微晶玻璃的特点是无脆性、强度高、化学稳定性好、热稳定性和硬度比较高,并具有一些特殊的性能；与大理石、花岗岩相比,由于其组成是均匀细小晶体,因此其机械性能、耐化学腐蚀、硬度等主要物化性能均优于大理石、花岗岩,因此具有广泛的发展前途和应用价值,用它来代替天然和人造大理石已逐步成为时代的趋势[1]。我国对微晶玻璃的研究起步于上世纪的八十年代初,经过二十多年的开发,微晶材料的生产工艺基本上已趋于成熟,进人了实用阶段。它主要用做建筑装饰材料、飞机、火箭、卫星等结构材料,医疗、化工等防腐材料以及军事上,如激光制导材料等。 2 微晶玻璃的组成与结构 2.1 组成 与一般玻璃不同,微晶玻璃的组成应分解为： （1）玻璃的总体化学组成,它应未微晶化的玻璃的化学组成一致； （2）各相的化学组成,它包括析出的各晶相和残余玻璃组的化学组成。首先应指出,仅有一定范围的组成能符合制备微晶玻璃的要求。一般都应含有一定量的玻璃形成剂。SiO2 ,B2O8等。其作用在于使玻璃易于晶化而易于引起分，以间接促进核化与晶化。虽然对分相的作用见解分岐,但一般认为,选择亚稳分相附近的组成有益于微晶化。此外,许多种添加剂的引入,会起到晶核剂的作用,促进玻璃的整体晶化。晶核剂及其作用机理的研究是微晶玻璃组成研究的一个重要问题。而在网络外体中往往需引入具有小离子半径、大场强的Li+,Mg2+和Zn2+等。其作用在于使玻璃易于晶化或易于引起分相,以间接促进核化与晶化,同时选择亚稳分相附近的组成有益于微晶化。此外,许多种添加剂的引入,如TiO2、ZrO2、Cr2O3等,会起到晶核剂的作用,促进玻璃的整体晶化。为了保证重新热处理过程中易于整体晶化,在组成设计时必须使玻璃具有适合的粘度—温度曲线[2]。 2.2 结构 材料的外观性能取决于它的内在结构。微晶玻璃的结构包括晶相和玻璃相的组成、数量和它们的相对比例,因此其性能既取决于玻璃的组成又取决于它的晶化工艺,因为晶体的种类
陶瓷与玻璃 教材内容：四年级第一学期（上海科技教育出版社） 教学目标： 1、初步了解陶瓷和玻璃的特性、用途和加工方式。 2、通过制作“陶珠”，通过比较区分黏土加热前后的性质变化。 3、简单了解一些人类利用、发明陶瓷和玻璃的历程。 4、欣赏精美的陶瓷和玻璃器皿，知道陶瓷的发明体现了我国古代劳动人民的智慧，从而增加民族自豪感。 教学重点： 通过实验，初步了解陶瓷和玻璃的特性。 教学难点: 通过体验陶泥加工成陶珠的过程，区别加热前后的变化，感知陶瓷的发明历程。 教学准备：玻璃与陶瓷制品，玻璃片，陶瓷勺，铁钉，黏土，陶珠，课件等。 教学课时: 1课时 教学过程： 一．观看视频，激发兴趣，引入新课 [3分钟] 1、开场：同学们，在学习今天的内容之前，先请大家观看一段视频。 2、学生观看陶瓷制作的过程。（视频） 师：刚才的这段视频向我们介绍了什么？师：对，向我们展现了古老的陶瓷制作工艺。板书：陶瓷 3、师：(出示不同的杯子) 问：老师这里有一些杯子，你能说说它们是什么杯子吗？请学生上来区分一下 板书：玻璃 追问：你们是怎么区别陶瓷杯和玻璃杯的？（透明度） 4、师：今天我们就来了解一下“陶瓷与玻璃”的一些特点。（完整板书：加个“与”字。）板书：陶瓷与玻璃（读一下课题）
二、观察与讨论，比较陶瓷和玻璃的特性 [12分钟] 1、过渡：刚才我们通过观看图片，从外观上就可以一眼判断出它们的不同点。 板书：不同点不透明透明 2、观察与讨论，完成学习任务单 师问：还可以从哪些方面比较陶瓷和玻璃的特性呢？（脆性、硬度、耐热性）、 3、师：同学们都作了一些猜测，但是我们还是要通过实验来证明一下。 4、观看视频：陶瓷、玻璃都摔碎了。 5、师：从刚才的视频中你们得出什么结论？ 师：对，这是它们的一个共同点。 板书：共同点易碎 6、师：刚才我们是通过视频了解到陶瓷与玻璃都容易碎，下面我们自己亲自动手做做小试验，再进一步了解他们的特点。 活动一： 要求：用小铁钉分别划玻璃和陶瓷，说说你的感受？ 学生动手实验，教师巡视。 交流感受，得出结论：板书：坚硬 小结：通过实验我们发现，陶瓷和玻璃都很坚硬。（手指板书，再次强化） 活动二： 师：当坚硬的陶瓷和玻璃遇到火时，会发生怎样的变化呢？再请同学们观看视频。师：当温度达到600-700度时，玻璃就软化了；而陶瓷要融化的话，温度要达到2000度以上。由此我们可以得出结论：陶瓷的耐高温性超过玻璃， 板书：陶瓷的耐高温性超过玻璃 7、完成学习任务单。（教师巡视） 8、小结：通过观察与实验，我们了解到：（指着板书让学生一起说他们的相同点和不同点。）
教学准备 1. 教学目标 知识与技能： 1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。 2.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。 过程与方法 了解玻璃陶瓷和水泥对生产生活的重要意义 情感态度与价值观 感受化学在生活生产中的重要地位，培养学生关注社会的意识和责任感。 2. 教学重点/难点 教学重点 玻璃、陶瓷和水泥的制备原料，主要反应及成分。 教学难点 玻璃、陶瓷和水泥的制备原料及成分 3. 教学用具 教学课件 4. 标签 教学过程 教学过程设计 一、新课引入 展示各种玻璃制品的图片：
二、新课教学 自学任务： 1、制造普通玻璃的主要原料是什么？普通玻璃的主要成分是什么？生产普通玻璃的简单流程是怎样的？ 2、了解不同性能的玻璃 3、制造陶瓷器的主要原料是什么？了解陶瓷器的制造过程极其性能 4、制造水泥的主要原料是什么？普通水泥的主要成分是什么？生产普通水泥的简单流程是怎样的？ 5、了解“水泥的水硬性”、“水泥砂浆”、“混凝土”及“钢筋混凝土”
6、了解“光纤”与“光缆”及“光纤”的用途；了解“高温结构陶瓷”的性能与用途 [板书] 第三节玻璃、陶瓷和水泥 （一）玻璃 1、普通玻璃是Na2SiO3、 Ca2SiO3、SiO2熔化在一起得到的物质，主要成分是SiO2。这种物质称作玻璃态物质，没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化 2、玻璃窑中发生的主要反应： 3、在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可制成具有不同性能和用途的玻璃。如：提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学器皿；加入 PbO后制得的光学玻璃折光率；加入某些金属氧化物可制成彩色玻璃：加入Co 2O3玻璃呈蓝色，加入Cu2O玻璃呈红色，加入Fe2+ 玻璃呈绿色。 4、
( 政治教案 ) 学校：_________________________ 年级：_________________________ 教师：_________________________ 教案设计 / 精品文档 / 文字可改 小学政治：《玻璃和陶瓷》教学 案例(参考文本) Studying politics can enable us to understand society earlier and establish a correct worldview, outlook on life, and values.
小学政治：《玻璃和陶瓷》教学案例(参考 文本) 教学过程设计： 一、交流收集的玻璃、陶瓷制品 1．师展示几种不同形式的酒瓶（其中有玻璃的，也有陶瓷的）。 2．学生展示收集的玻璃、陶瓷制品。（这种器皿是什么做的，干什么用的？注意：轻拿轻放） （评：既调动了学生的积极性，以深化了学生的认识。） 二、观察比较玻璃与陶瓷的不同与相同 1．提问：怎样研究这些带来的玻璃与陶瓷制品呢？ （陶瓷与玻璃有什么相同点，有什么不同点呢？） 2．学生讨论研究方法 3．研究，作好研究记录
采用的方法我们的发现 4．交流研究成果。 5．指导发现：玻璃管在酒精灯上加热后可弯曲，而陶瓷就不可以。 （玻璃可再生，陶瓷不可再生） （评：探究式学习重在学习方法的指导，重在学习过程的体验，学生是学习的主体，在探究的过程中，学生会采用多种感官来认识玻璃与陶瓷，他们从没有像今天这样这么关注这些生活中常见的物品。） 三、观察比较陶片与瓷片的相同点与不同点 1．讲述：中国的英文各称怎么写，你们知道陶瓷的英文怎么写呢？你们知道陶瓷为什么这么写呢？ （评：从陶瓷的英文入手，向学生进行爱国主义教育，自然贴切） 2．比较陶片和瓷片的相同以及不同。 它们哪个比较硬？
玻璃陶瓷的特性与用途 一般，玻璃为非结晶质，认为是一种过冷却的液体。因而，若将玻璃在适当的温度下长时间保持，则会析出结晶。这称为失透。若玻璃失透，就会成为玻璃质量下降的原因，在实用玻璃中，应尽可能减少这种失透倾向。通常，由于玻璃的失透而析出的结晶，其颗粒是粗大(5—50um)的，也像乳浊玻璃那样，其结晶量总是非常少的。 对此，利用这种失透现象，人为地控制结晶的种类与成长，使玻璃的一部分或全部变成微结晶的(1ym以下)集合体，这就成为玻璃陶瓷。 玻璃陶瓷兼有玻璃与瓷的优点，具有玻璃的良好成形性与铰的优异电气特区，因系微结晶的集合体，其机械特性也是优异的．义出于控制了玻璃的成分和析出的微结晶的种类和数量竿，改变了热膨胀特性、耐急热急冷持性等性质。然而，与玻璃一样，因大型制品和壁厚制品难于制造，只限于用其制造配电用线路间隔绝缘于、小形套管等比较小型的制品。 玻璃陶瓷的制造方法除析出微结晶的热处理工序以外，与普通玻璃的制造方法几乎是一样的。即热处理时含有作为生成结晶核作用的晶核形成剂，将所规定的原料配合物在高温下完全熔融，制成均质的玻璃以后，采用与通常的玻璃成形法一样的方法按所要物体形状成形并钝化。即将此玻璃成形体在电炉等的热处理炉中，在比玻璃软化变形温度稍低的温度下保持一定时间，使之产生晶核，再提高温度，并保持恒温，以晶核为中心使之析出—次结晶，根据需要还可再升高温度并保持恒温，以制成进行二次结晶析出及使残余玻璃结晶化的制品。 在玻璃陶瓷的制造工序，必须注意的是在热处理工序中作为目的的微结晶颗粒要尽可能的小均匀地析出来，为此，对热处理工序中的温度控制和炉内温度分布必须非常精确。 这样的工序是复杂的，原料成本也是向的，因而制而的成个也就高。 支配玻璃陶瓷特性的各种基本因素及其支配关系如表4.1 所示。在表4.1所示的因素中，结晶的种类支配力最，而其他因素也有很大影响。
人教版化学高二选修1第三章第三节玻璃、陶瓷和水泥同步练习（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共20题；共40分) 1. （2分）下列关于物质性质的叙述中，正确的是（） A . Cl2不但能与金属活动顺序表氢以前的金属反应，也能与金属活动顺序表氢以后的金属反应 B . N2是大气中的主要成分之一，雷雨时，可直接转化为NO2 C . 硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体，既有氧化性又有还原性 D . 硅是应用广泛的半导体材料，常温下只与氟气、氢氟酸反应 2. （2分） (2018高三上·莆田期中) 下列有关物质性质或用途的说法正确的是（） A . 铜的金属活动性比铁的弱，铜不能与任何强酸发生反应 B . 制水泥和玻璃都用石灰石作原料 C . 利用Al2O3制作的坩埚，可用于熔融烧碱 D . 浓硫酸可用作干燥剂是因为其具有强氧化性 3. （2分）下列说法不正确的是（） A . 陶瓷的原料是粘土 B . 生产普通水泥的原料是石灰石、粘土和石膏 C . 钢化玻璃是一种新型无机非金属材料 D . 氮化硼陶瓷是一种新型无机非金属材料 4. （2分）有关普通玻璃的叙述中，错误的是（） A . 玻璃是混合物 B . 制造玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英、粘土 C . 玻璃不是晶体
D . 玻璃没有一定的熔点 5. （2分） (2018高三上·辽源期中) 下列有关说法中错误的是（） A . 氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中 B . 玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐 C . 灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应 D . 由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2C Si＋2CO↑ 6. （2分） (2016高二上·扬州期中) 下列说法中，不正确的是（） A . 铅笔芯不含铅 B . 陶瓷都易摔碎 C . 有机玻璃不属于玻璃 D . 纯碱不属于碱 7. （2分）(2016·万载模拟) 由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是（） A . ①②③均属于氧化还原反应 B . H2和HCl均可循环利用 C . SiO2是一种坚硬难熔的固体 D . SiHCl3摩尔质量为135.5g 8. （2分） O、Si、Al是地壳中含量最多的三种元素，Na、Mg、Cl是海水中的重要元素．下列说法正确的是（） A . 普通玻璃、水泥成分中都含有O、Si、Al三种元素
玻璃的热历史对性能的影响 玻璃的热历史:是指玻璃从高温液态冷却，通过转变温度区域和退火温度区域的经历。玻璃的物理、化学性能在很大程度上决定于它的热历史。对某一玻璃成分来说，一定的热历史必然有其相应的结构状态，而一定的结构状态必然反映在它外部的性质。例如急冷(淬火)玻璃较慢冷(退火)玻璃具有较大的体积和较小的粘度。在加热过程中，淬火玻璃加热到300~400℃时，在热膨胀曲线上出现体积收缩，伴随着体积收缩还有放热效应。这种现象在良好的退火玻璃的膨胀曲线上并不存在。 为了正确理解玻璃的结构、性质随热历史的递变规律，首先必须认识玻璃在转变温度区间的结构及其性质的变化情况玻璃在转变区的结构、性能的变化规律玻璃熔体自高温逐渐冷却时，要通过一个过度温度区，在此区域内玻璃从典型的液体状态，逐渐转变为具有固体各项性质(即弹性、脆性等)的物体。这一区域称之为之转变温度区域。一般以通用符号Tf 和Tg分别表示玻璃转变温度区的上下限：Tf—通称膨胀软化温度Tg—通称转变温度上述两个温度均与试验条件有关，因此一般以粘度作为标志，即Tf相当于η=108~10Pa·S时的温度，Tg相当于η=1012.4Pa·S时的温度。 玻璃在转变温度范围的性质变化在Tt和Tg转变温度范围内，由于温度较低，粘度较大，质点之间将按照化学键和结晶化学等一系列的要求进行重排，是一个结构重排的微观过程。因此玻璃的某些属于结构灵敏的性能都出现明显的连续反常变化，而与晶体熔融时的性质突变有本质的不同，所示，其中G表示热焓，比容等性质；表示其对温度的导数如热容，线膨胀系数等；表示与温度二阶导数有关的各项性质如导电系数、机械性质等。曲线均有三个线段：低温线段和高温线段，其性质几乎与温度变化无关；中间线段，其性质随着温度而急速改变。Tg~Tf温度区间的大小决定于玻璃的化学组成。对一般玻璃来说，这一温度区间的变动范围由几十度到几百度。在Tg~Tf范围内及其附近的结构变化情况，可以从三个温度范围来说明：在Tf以上由于此时温度较高，玻璃粘度相应较小，质点的流动和扩散较快，结构的改变能立即适应温度的变化，因而结构变化几乎是瞬时的，经常保持其平衡状态。因而在这温度范围内，温度的变化快慢对玻璃的结构及其相应的性能影响不大。在Tg以下：玻璃基本上已转变为具有弹性和脆性特点的固态物体，温度变化的快慢，对结构、性能影响也相当小。当然，在这温度范围(特别是靠近Tg时)玻璃内部的结构组团间仍具有一定的永
二硅酸锂微晶玻璃材料综述 何志龙-3112007045 （金属材料强度国家重点实验室， 西安交通大学材料科学与工程学院，西安710049） 摘要：微晶玻璃以其优异的力学、化学、生物等性能，在国防、航空、建筑、电子、光学、化工、机械及医疗等领域作为结构材料、技术材料、光学材料、电绝缘材料等而获得广泛应用，吸引了许多研究者的关注。本文在参考学习了诸多相关文献的基础上，对微晶玻璃材料的制备、性能、应用及研究进展进行了论述，列举了人们在该领域取得的重要研究进展，以及微晶玻璃材料领域存在的研究难题。 关键词：晶化，微晶玻璃，综述，非均匀成核 1 研究背景与意义 自从1957年，美国康宁公司著名玻璃化学家S.D.Stookey研制出第一种微晶玻璃以来，微晶玻璃就凭借其组分广泛、性能优异、品种繁多而著称。由于析出的晶粒尺寸可控，与界面结合强度高，抗弯强度可以达到200MPa以上，大量微晶玻璃体系涌现出来，它们的形成机制也得到大量深入研究。 微晶玻璃又称玻璃陶瓷，它是将某些特定组成的基础玻璃，在一定温度下进行控制晶化，制得的一种同时含有微晶相和玻璃相的多晶固体材料。在热处理过程中，基础玻璃内部产生晶核及晶体长大，因为析出的晶体非常小，被称作微晶玻璃。 微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或易产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体（尺寸为0.1-0.5μm）和残余玻璃组成的复相；而玻璃则是非晶态或无定形体。微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2 微晶玻璃分类 按照基础玻璃的组成，微晶玻璃主要有以下四大类： （1）硅酸盐类微晶玻璃 由碱金属、碱土金属的硅酸盐晶相组成，主晶相有：透辉石、顽辉石、硅灰石、二硅酸锂等，这些晶相的种类影响微晶玻璃的性能。其中，最早研究的矿渣微晶玻璃和光敏微晶玻璃属此类。
微晶玻璃 摘要：本文介绍了微晶玻璃与普通玻璃和陶瓷的区别，通过分析组成将其分类。 同时描述了微晶玻璃的制备，性质，应用，浅析其发展趋势。 关键词：微晶玻璃组成制备性能应用 Abstract：This paper introduces the difference between microcrystalline glass and common glass and ceramics. Through the analysis of composition classified microcrystalline glass. At the same time, also describe microcrystalline glass’s preparation, property and application. Analysisthe trend of its development. Keywords: Microcrystalline glass preparation property application trend 1 前言 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是综合玻璃，是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。但晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的[1]。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体（尺寸为0.1～0.5μm）和残余玻璃组成的复相材料；而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2分类及其组成 目前，问世的微晶玻璃种类繁多，分类方法也有所不同。通常按微晶化原理分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃；按基础玻璃的组成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统；按所用原料分为技术微晶玻璃（用一般的玻璃原料）和矿渣微晶玻璃（用工矿业废渣等为原料）；按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃；按性能又可分为耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、高强度、低膨胀、零膨胀、低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等 晶玻璃的组成在很大程度上决定其结构和性能。按照化学组成微晶玻璃主要分为四类：硅酸盐微晶玻璃，铝硅酸盐微晶玻璃，氟硅酸盐微晶玻璃，磷酸盐微晶玻璃。 2.1 硅酸盐微晶玻璃 简单硅酸盐微晶玻璃主要由碱金属和碱土金属的硅酸盐晶相组成，这些晶相的性能也决定了微晶玻璃的性能。研究最早的光敏微晶玻璃和矿渣微晶玻璃属于 这类微晶玻璃。光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二硅酸锂（Li 2Si 2 O 5 ），这种晶 体具有沿某些晶面或晶格方向生长而成的树枝状形貌，实质上是一种骨架结构。
玻璃杯和陶瓷杯哪个好 玻璃杯和陶瓷杯在生活当中是比较常见的，他们应该说各自有各自的缺点和优点，不能笼统的说到底是玻璃杯好还是陶瓷杯好，玻璃杯的优点就是看着比较干净，而且也比较健康，它没有毒副作用，不含有一些化学物质，而陶瓷杯的优点就是，它的主要成分是粘土，也属于无毒无害的一种杯子。 ★玻璃杯和陶瓷杯哪个好玻璃杯和陶瓷杯哪个好要具体问 题具体分析。一般来说，玻璃杯是所有杯子中最健康的，它不含任何有害物质，但是内壁无彩釉的陶瓷杯和玻璃杯一样健康无毒，使用起来不用担心危害身体。 ★玻璃杯的优缺点在所有类型的杯子中，玻璃杯是最健康的。因为它不含任何有害的化学物质，用它喝水不用担心摄入化学物质，从而影响身体健康。而且玻璃杯材质光滑，也比较好清理。只是要注意的是玻璃杯的导热性不是很好，因此在装热水时尽量先用少量的热水晃一下杯身，预热一下，这样才能防止杯子发生爆裂的情况。当然也可以购买杯壁比较薄的玻璃杯。
★陶瓷杯的优缺点1、无彩釉的陶瓷杯 陶瓷杯的主要成分是粘土，经过高温煅烧之后会在粘土表面形成一层釉。而正常情况下，这层釉是不存在什么有害物质的，因此普通的陶瓷杯和玻璃杯一样无毒无害，用它喝水对身体是不会有什么损伤的。 2、釉下彩的陶瓷杯 我们在购买陶瓷杯或是其他陶瓷制品时，会发现杯子的内壁或者是表面有一些花色图案，这些图案的原料就是颜料。但是釉下彩的陶瓷杯中的颜料并不会渗出。因为这种杯子是先上颜料，然后再高温煅烧，这时候颜料已经存在于釉下面了，一般情况下颜料中的有害物质是不会渗透出来的。所以釉下彩的陶瓷杯也是一种比较健康环保的杯子。
3、釉上彩的陶瓷杯 除了釉下彩的陶瓷杯，有些商家为了追求图片的立体感和美感，会将颜料涂在釉上面，然后在进行烧制，这就是釉上彩的陶瓷杯。而这种杯子颜料中的有害物质及其容易渗出，从而危害人的身体健康。因此喝水尽量不要选这种杯子。 ★小贴士： 在众多杯子类型中，玻璃杯是最好的，当然普通的陶瓷杯以及釉下彩的陶瓷杯也和玻璃杯效果差不多，对人体并没有什么损害。但是无论是什么杯子，一定要按时清理，因为杯子很容易藏污纳垢，不经常清洗的话会导致细菌的入侵。
课题3 玻璃、陶瓷和水泥 一、选择题 1.(2014·玉树高二检测)下列关于水泥的说法错误的是() A.水泥是以石灰石和黏土为主要原料制得的 B.水泥性质稳定，长期存放不会变质 C.将水泥与水掺和、搅拌并静置后很容易凝固变硬，这叫做水泥的水硬性 D.水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑用的良好的黏合剂 【解析】选B。石灰石和黏土在高温下发生了复杂的物理化学变化，制得水泥熟料，加入石 膏调节水泥硬化时间，A正确；水泥具有水硬性，在空气中和水中都能硬化，故水泥易变质， B错误；水硬性是水泥的特性，C正确；水泥砂浆是建筑不可缺少的黏合剂，D正确。【补偿训练】下列不属于水泥的成分的是() A.2CaO·SiO2 B.3CaO·SiO2 C.2Na2O·SiO2 D.3CaO·Al2O3 【解析】选C。普通水泥主要成分：硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·A l2O3)，无2Na2O·SiO2。 2.(2014·邢台高二检测)普通玻璃的成分是Na2SiO3·CaSiO3·6SiO2，在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学成分，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。下表所列不正确的是() 选项 A B C D Co2O3 添加成分 Cu2O Fe2+PbO (氧化钴) 玻璃的色 蓝色红色钢化玻璃光学玻璃彩或性能 【解析】选C。玻璃中添加Co2O3(氧化钴)呈蓝色，添加Cu2O呈红色，光学玻璃中一般添加PbO；钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近软化点的700℃左右，再进行快速均匀地冷却而得到的，不是添加Fe2+。 【补偿训练】(2014·合肥高二检测)下列关于普通玻璃的叙述中，正确的是 () A.它是人类最早使用的硅酸盐材料
玻璃陶瓷选论 罗传峰 玻璃 一、名词解释： 非桥氧；硼氧反常性；转变温度区；桥氧；混合碱效应；硼反常性 答：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。 硼氧反常性：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中作为非桥氧出现于结构中，而是使硼氧三角体（B0）转变成为完全由桥氧组成 的硼氧四面体，导致B03玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化，这就是所谓硼氧反常性。 转变温度区：玻璃熔体自高温逐渐变冷却时，要通过一个过渡温度区，在此区域内玻璃从典型的液体状态，逐渐转变为具有固体各项性质的物体。这一区域称之为转变温度区。 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。 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。 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。 二、问答题：1、简述玻璃结构中阳离子的分类，及其在玻璃结构中的作用 答：按元素与氧结合的单键能的大小和能否形成玻璃，分为三类：网络生成
体氧化物：能单独生成玻璃，在玻璃结构中能形成各自特有的网络体系。网络外体氧化物：不能单独生成玻璃，当阳离子M电场强度较小时，断网作用，电场强 度较大时积聚作用。中间体氧化物：当配位数》6时，阳离子处于网络之外，与网 络外体作用相似；当配位数为4时能参加网络起网络生成体作用。 2、简述玻璃在Tg—Tf范围内及其附近的结构变化情况。 答：在Tg—Tf范围内及其附近结构变化中可以从三个温度范围说明： 1.Tf以上，粘度小，质点流动层扩散速度快，结构变化快，瞬间可达平衡。 2.Tg以下， 玻璃基本上已经转化为具有弹性以及脆性等特点的固态物体，此温度范围内结构变化远远落后于温度变化。3.Tg —Tf范围:粘度介于上述二者之间，质点可适当移动，构造状态趋向平衡所需时间较短。此时温度范围决定了玻璃结构状态以及结构灵敏性能。 3、逆性玻璃中，“逆性”的含义是什么？ 答：1在结构上，一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体，金属离子处于网络的空穴中，它仅起补 网作用，逆性玻璃与通常玻璃是相逆的，即决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连接，而是金属离 子多面体短链中氢离子的结合。2逆性玻璃在性质上也发生逆转性，一般玻璃的性质是随SiO2的减 少而降低，在逆性玻璃中则相反，碱金属和碱土金属含量越多，结构越强固，而某些物理性质都向玻璃的相反方向变化。 第六章玻璃的化学稳定性 1、试述水、酸、碱、大气对玻璃的侵蚀过程。 答：1水，水对玻璃的侵蚀幵始于水中的H+和玻璃中的Na+离子进行交换，通 过反应间接破坏硅氧骨架，并且水分子也可以直接破坏硅氧骨架，从而造成对玻璃的侵蚀，但是产物硅酸凝胶会减低侵蚀的速度。2酸，酸对玻璃的侵蚀是通过水的作用侵蚀玻璃，产物金属氢氧化物要受到酸的中和。中和作用起着两种相反的效果，一是使玻璃和水溶液之间的离子交换反应加速进行，从而增加玻璃的失重，二是降低溶液的pH 值，
J. Am. Ceram. Soc. 82[1]5-16,1999 纳米相玻璃陶瓷 George H.beall and Linda R. Pinckney Corning Incorporated, Corning, New York 在将来，玻璃陶瓷主要利用它的内部性能，特别是对信息的传输，显示，存储等专业性能来进行应用的。玻璃陶瓷的显微结构是由许多均匀分布的尺寸小于100纳米的晶体所组成，它可以进行许多可行的新型的应用，也可使许多现有的产品具有特殊的性能。这篇文章主要讨论两种类型的纳米晶玻璃陶瓷：透明的微晶玻璃和可用于精密工程表面的硬的高模量的微晶玻璃。透明的微晶玻璃是从铝酸盐玻璃中形成的，这种玻璃能够有效的进行结晶形核，并缓慢长大。其中主要的晶体相包括具有低热膨胀行为的?相石英固溶体，高硬度及弹性模量的尖晶石和具有独特的荧旋光性的莫来石。 I.绪论 玻璃陶瓷技术是以玻璃的可控形核与结晶为基础的。虽然玻璃陶瓷物体可以通过玻璃整体的内部形核或者经由玻璃原料烧结和结晶来制取，但是由内部形核而可能所具有的显微结构的类型范围要宽广的多。一些玻璃成分可以自发形核，但是通常来说，原料中都需要加入某种特定的形核剂来促使分离和内部形核。这些形核剂均匀的溶入玻璃当中，在二次加热中以精确的比例来使得相分离。这种分散相在结构上的特征就是与母体玻璃不相容，因而在高于玻璃退火点30—100℃的温度下加热时，细小的晶核就可以沉淀出来。这些晶粒可以作为初始晶体相再次形核时的形核点。此外，晶化过程可以在分离相自身内部进行，也可以从分离体的表面开始。 形核之后，可进行多次的高温热处理来促使初始相的晶化并形成所需要的微观结构.此时晶核将继续长大，直到碰触到相邻晶粒为止，从而形成一个大的结晶体，并有少量的剩余玻璃，这些剩余玻璃也可能作为结晶成分而被消耗掉。某些玻璃陶瓷的微观结构可专门设计成这样，即在有连续剩余相玻璃存在的基体中均匀分布着不相互接触的小晶体。 玻璃陶瓷相对于传统的粉末制备陶瓷来说具有许多优点。除了在玻璃态便于成型外，玻璃陶瓷还具有均匀的显微结构，而且对于同质的初始玻璃，其性能可再现。此外，玻璃陶瓷的物理性能可在一个很大的范围内变化。例如热膨胀系数（CETs），可从－75×10（－7）/℃到＋200×10（－7）/℃。而玻璃或陶瓷都很难有这么大的变化范围。许多玻璃陶瓷主要都因其热膨胀几乎为零而具有商业价值。而若将其高的机械强度与零孔隙度结合起来，则从建筑材料到餐具到骨头移植等，均可使玻璃陶瓷得到广泛应用。在玻璃陶瓷可形成的众多微观结构中，那些晶体尺寸小于100nm且均匀分布的微晶结构可使现有的产品具有某些特殊的性能，同时还可开发许多可行的新的应用。这种显微结构在学术上即被称为“纳米晶”。 这篇文章主要着重于两种类型的纳米晶玻璃：透明微晶玻璃和具有可精密加工表面的硬的高模量的微晶玻璃。前者拥有大量的消费者及技术方面的应用。而后者则主要用于磁存储盘底层和要求具有光洁表面，耐化学腐蚀的高温环境下。 II.透明微晶玻璃 透明微晶玻璃通常具有两种特性：；一是具有纳米晶，二是比透明玻璃的热稳定性要好，一般都高于常用温度800℃。多数商用透明微晶玻璃都是利用其比较好的热学性能，特别是极低的热膨胀和高的热稳定性，热震抗性。以填充锂?相石英晶体为基础的零或近零膨胀材料可用于高精密光学仪器，比如望远镜镜片，炉顶盖，烹饪用具，煤气炉口，炉门和其他技术设备。 另一种透明微晶玻璃的热膨胀特性与硅非常相近。这种材料通常都是以分布着尖晶石和
2012-2013云南省芒市中学高一新人教化学必修2：3、3、1 玻璃、 陶瓷和水泥教学设计 一、【教材分析】 硅酸盐材料是学生在日常生活中比较多接触到的材料。受学生知识水平的限制，对水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐工业生产的反应原理和过程只作简单的介绍。通过介绍这些产品的制造 原料、简单生产过程以及更广泛的用途，使学生开阔眼界，同时让学生更进一步认识到学习 化学的重要性。教材在介绍知识的同时，注意介绍我国硅酸盐工业的成就和发展。在上本节 课之前让学生通过多种渠道（如互联网、查阅书籍和刊物、调查等），让学生收集各种材料。 《普通高中化学课程标准(实验)》强调改变学生的学习方式。本届学生初中化学采用的 是新教材。新教材改革最基本的特点，是让学生的学习方式发生根本性转变，期望学生在基 础教育阶段构建一种自主的、探究的、合作的、终生的学习模式。但他们高中却因种种原因 没有继续使用新教材，而是使用旧教材。因此，在教学中既要注意保护学生原有学习化学的 积极性，还要注意在教学中始终注重落实“双基”，不可随意拔高。化学教师则成了学生探究活动的参与者、材料的呈现者、学习动机的激励者和学习效果的赏析者。因此，在平时 的化学教学中，我们要不断为学生提供一个充分展现自我的舞台。 二、【教学目标】 1、知识与技能：了解水泥、玻璃和陶瓷这些硅酸盐工业产品的制造原料、简单生产过程以及更广泛的用途及一些产品； 2、过程与方法：培养学生的自学能力，对新信息加工、分析的能力，以及归纳、总结知识的能力出硅等； 3、情感目标：体会化学对人们的生产和生活的巨大贡献，激发学习的热情；我国陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品的产量是世界领先的，激发学生的爱国热情和民族自豪感。 四、 【教学重点】 硅酸盐材料的用途 【教学难点】 激发学生的求知欲、培养学生热爱科学的情感。 【教学手段】 多媒体教学 【教学方法】 启发诱导、讨论、归纳、讲述、合作学习、自主学习 五、【教学过程】
玻璃和陶瓷的区别在哪里如何分辨 玻璃是一种无定形、非晶态的无机材料, 陶瓷是一种产品种类更加丰富的无机材料，在结构上也是更加有序的.。玻璃和陶瓷也是有一定的区别的。以下是为大家整理的玻璃和陶瓷的区别，希望你们喜欢。 一、烧成温度不同 陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚至达到800℃以下，最高可达1100℃左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在1200℃以上，甚至有的达到1400℃左右。 二、坚硬程度不同 陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音发问，胎体硬度较差，有的甚至可以用钢刀划出沟痕。瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结，敲击时声音清脆，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。 三、使用原料不同 陶器使用一般黏土即可制坯烧成，瓷器则需要选择特定的材料，以高岭上作坯。烧成温度在陶器所需要的温度阶段，则可成为陶器，例如古代的白陶就是如此烧成的。高岭土在烧制瓷器所需要的温度下，所制的坯体则成为瓷器。但是一般制作陶器的黏土制成的坯体，在烧到1200℃时，则不可能成为瓷器，会被烧熔为玻璃质。 四、透明度不同
陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明的特点。例如龙山文化的黑陶，薄如蛋壳，却并不透明。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透明的特点。 五、釉料不同 陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的烧成温度时即可熔融。瓷器的釉料有两种，既可在高温下与胎体一次烧成，也可在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成。 玻璃和陶瓷的关系玻璃是一种无定形、非晶态的无机材料, 其历史至少可追溯到4000 年以前. 最近几十年, 玻璃工业有了较大的发展, 目前, 世界范围内, 玻璃工业每年大约创造1000 亿美元的产值. 与玻璃材料相比, 陶瓷是一种产品种类更加丰富的无机材料,在结构上也是更加有序的. 玻璃和陶瓷是不可分割的两类材料, 被称为孪生姊妹, 它们有相似的生成原理, 原材料和生产工艺, 而且都是经过高温处理而制得的. 在一些工业中, 玻璃和陶瓷这两个材料名词被互换使用, 如陶瓷的玻璃相也称作陶瓷釉; 在生物陶瓷的结构中, 既有陶瓷的结构特点, 也有玻璃的结构特点 . 在欧美大学中, 玻璃和陶瓷两个学科是完全联系在一起的, 其课程设置也是互相补充的, 而这正是充分认识到了玻璃和陶瓷材料的相似和区别之处的结果. 在工业生产中, 人们也有相同的认识, 例如: 在陶瓷领域所学的知识可以很好地, 甚至是必须地被使用来解决玻璃生产中所遇到的问题, 而且往往会收到意想不到的神奇效果. 玻璃行业的技术人员和玻璃产品的生产者必须充分认识玻璃在生成过程
海南大学2012-2013学年度第2学期《功能材料学》论文 题目：微晶玻璃的光学应用 姓名： 学号： 20100607310014 学院：材料与化工学院 专业班级： 10理科实验班
微晶玻璃的光学应用 刘涛 20100607310014 摘要：微晶玻璃也叫做玻璃陶瓷，是玻璃经过晶化处理得到的部分结晶态的物质，它兼具玻璃和陶瓷的优良性质，比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强，因而广泛用于建筑、航天等各个领域。中国稀土资源丰富，由于稀土离子特殊的4f电子层结构使其具有许多优越的性能，目前稀土发光材料引起了全世界的广泛关注。微晶玻璃的高透过性和优越的机械性能使其能够做为稀土元素的良好基质，制成的稀土掺杂发光微晶玻璃广泛应用于荧光设备、激光、波导激光、上转换材料等领域，具有重要的现实意义。 关键词：微晶玻璃稀土元素光学应用 一、固体发光过程 发光是物体不经过热阶段而将其内部以某种方式吸收的能量直接转换为非平衡辐射的现象。当物质受到外界能量(如光照、外加电场或电子束轰击等)的激发后，吸收外界能量而处于激发态，它在跃迁返回基态的过程中，吸收的能量会通过光或热的形式释放出来，如果这部分能量以光的电磁波形式辐射出来，即为发光。图1所示即为发光的过程[1]： 图1：发光的过程示意图 激活剂A吸收激发光的能量被激发(EXC)，由基态A变为激发态A*，然后又回到基态(R)，并发出光(EM)[2]。 二、发光材料的应用及稀土掺杂微晶玻璃的优点
发光材料在人们日常生活中有着重要的应用，从照明、显像到医学、放射学等领域，无不存在着发光材料的身影。在发光材料的发展中，稀土掺杂的发光材料格外引人注目，由于稀土离子特殊的4f电子层结构，决定其具有许多优越的性能：物理化学性质稳定、耐高温、可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用；荧光寿命宽泛，可以跨越纳秒到毫秒6个数量级；发光颜色度纯、转换效率高、发射波长分布区域宽等。这些优异的性能使得稀土发光材料广泛应用于荧光设备、激光、波导激光、上转换材料等领域[3]。 稀土掺杂的基质材料一般为晶体，也可以是非晶态玻璃材料，晶体和玻璃作为稀土掺杂发光材料的基质各有优缺点，发光玻璃保证了发光光材料的稳定性，但是与同组成的晶体材料相比，发光玻璃的发光强度弱，转换效率也比较低[4]，而微晶玻璃作为一种晶态和非晶态共存的材料，兼具了晶体发光材料优异的发光性能及玻璃材料的优异特性，其内部晶相能够保持发光晶体材料原有的发光性能，其熔制时的液体状态亦能够保证其均匀性，微晶玻璃亦具有良好的稳定性及可加工性，具有重要的研究价值。 三、微晶玻璃的分类、制备及显微结构 1、微晶玻璃的分类 按照玻璃陶瓷的化学组成来讲，玻璃陶瓷分为四大类：硅酸盐玻璃陶瓷、铝硅酸盐玻璃陶瓷、氟硅酸盐玻璃陶瓷、磷酸盐玻璃陶瓷[12] 。 1.1 硅酸盐玻璃陶瓷 硅酸盐玻璃陶瓷主要是由碱金属和碱土金属两部分组成，主晶相为硅酸盐，晶相可以决定玻璃陶瓷的性能[13]。硅酸盐玻璃陶瓷可分为两种：光敏玻璃陶瓷和 矿渣玻璃陶瓷。光敏玻璃陶瓷是以二硅酸锂(Li 2Si 2 O 5 )为主晶相的，这种晶体是 一种骨架结构[14]，形貌像树枝，因为它的晶体生长方向是沿某些晶面，或者晶格 方向。而矿渣玻璃陶瓷主晶相则为硅灰石(CaSiO 3)和透辉石[Ca Mg(SiO 3 ) 2 ]。透 辉石因为其结构的特殊性，比硅灰石更加耐磨，耐腐烛，强度也更高。 1.2 铝硅酸盐玻璃陶瓷 铝硅酸盐玻璃陶瓷包括Li 2O—Al 2 O 3 —SiO 2 系统、MgO—Al 2 O 3 —SiO 2 系统、Na 2 O