1、一.名词解释1.玻璃：玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定状态下也可能成为晶态）的无机物，是过冷的液体。2. 积聚作用：高场强的网络外体使周围网络中的氧按其本身的配位数来排列。3. 硼氧反常：纯 B2O3 玻璃中加入 Na2O ，各种物理性质出现极值。而不象SiO2 中加入 Na2O 后性质变坏。4. 硼反常现象：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，性质曲线上产生极值的现象。5. 解聚作用：当碱金属氧化午加入到熔融石英玻璃中，促使硼氧四面体间连接断裂，出现非桥氧，是玻璃结构疏松、减弱，导致一系列性能变坏。6. 压制效应在含碱硅酸盐系统中随 RO 量的增加，使 R+的扩散系数下降。7. 硼铝反常：当
2、 B2O3含量不同时，用 Al2O3 代SiO2 出现不同的现象。Na2O/ B2O31013 帕秒）时有部分应力通过弹性松弛消除。4. 增强玻璃强度的方法有哪些？ 答：(1)物理钢化:使玻璃表面产生均匀分布的压应力层。(2)化学钢化: r 大离子取代 r 小离子(3) 贴层玻璃:在玻璃表面贴一层 低的物质（陶瓷釉）(4)火抛光:使玻璃表面伤痕、裂纹弥合。(5)覆盖硅有机化合物放入氯硅烷（SiCl4）溶液中，通过水解在玻璃表面形成 SiO2 膜。使微裂纹弥合，形成压应力层。5. 玻璃的热稳定性影响因素？ （1） 对热稳定性有决定性影响（2）制品厚度（3）玻璃受急热比受急冷强得多。 （4）热处理
3、:淬火能使玻璃的热稳定性提高 1.52 倍。6. 影响玻璃的化学稳定性的因素？ 1.组成 2 侵蚀介质：种类、浓度、阳离子吸附力等。3.热处理：一般退火玻璃化稳性较好（结构紧密）4.表面状态：通过表面处理可提高化稳性。 （霜化、涂膜）5.温度和压力：高温高压化稳降低。7. 玻璃的导电机理？答：1.离子导电（大多数硅酸盐玻璃）以离子为载电体。有移动性的载电离子在外加电场的作用下发生定向移动，贯穿整个玻璃体即表现为导电性。2.电子导电（1）表面电子导电（2）体积电子导电8. 着色种类及机理？答：（1）离子着色：在玻璃中以离子状态存在时，它们的价电子在不同的能级间跃迁，因此引起对可见光的选择吸收性，
4、导致玻璃着色（2）金属胶体着色：金属（Au Ag Cu）以单质形式存在于玻璃中，形成晶体并聚集而成胶粒，对光产生选择性吸收，使玻璃着色。 （3）硫、硒及其化合物着色：由中性和弱氧化性气愤中都能使玻璃着色9. 原料的选择原则？答：（1）原料的质量，必须符合要求，而且稳定（2）原料要易于加工处理（3）成本低供应可靠（4）少用过轻或有害人体的原料（5）对窑炉耐火材料侵蚀小10.引入原料的分析？答：（1）引入 SiO2 的原料是石英砂、砂岩、石英岩和石英。二氧化硅 SiO2 是重要的玻璃形成氧化物，以硅氧四面体SiO4的结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。 （2）引入 B2O3 的原料是硼酸
5、、硼砂、含硼矿物（3）引入 Al2O3 的原料是长石能引入碱从而减少纯碱用量、降低成本且比纯氧化铝更容易熔化、氧化铝和氢氧化铝（4）引入 Na2O 的原料是纯碱、芒硝、硝酸钠和氢氧化钠（5）引入 CaO 的原料是方解石、石灰石、白垩、工业碳酸钙等（6）引入 K2O原料是煅烧碳酸钾和硝酸钾。11. 石英砂的颗粒度对生产有何影响？答：石英砂的颗粒度大小及其分布对玻璃的熔制过程影响重大。（1）颗粒度过大:配合料混合均匀度难以提高，熔化时受热面积和反应面积小，熔化困难，容易产生结石条纹等缺陷；（2）颗粒度过小：a.石英砂颗粒的比表面积大，容易吸附杂质 b.细纱过多时过早熔化而形成对配合料表面的包裹，阻
6、碍气体排出，澄清困难；c.细砂在加料时容易飞扬、进入蓄热室、堵塞格子体，并使玻璃组成发生变化。12. 碎玻璃的作用？答：（1）废物利用，保护环境（2）加速融化，改善玻璃质量（3）降低熔制温度，节能（4）降低生产成本13. 玻璃成分设计原则？答：（1）根据组成、结构和性质的关系，要求设计的玻璃满足预定性能要求；（2）设计的组成能形成玻璃而析晶倾向小；（3）设计的玻璃必须符合熔制、成形、加工等工艺求；（4）玻璃的组成设计必须满足绿色、环保的要求； （5）按设计生产的玻璃价格低、原料易得。14. 配合料质量要求？答:(1)具有正确性和稳定性（2）具有合理的颗粒级配（3）具有一定量的水分（4）具有一定
7、的气体率（5）具有高均匀度15. 防止析晶结石的产生，应采取的措施？1 组成上：设计合理的玻璃组成，使玻璃在一定温度范围内尽可能的减少析晶倾向，并保证在冷却和成形条件下对于析晶有足够的稳定性2 在操作上：制定合理的熔化制度，并保持稳定。 3在窑炉设计上：尽可能地避免死角，以免形成的析晶结石在温度波动时进入成形流。16. 产生析晶结石后，消除的办法？1、提高玻璃液的温度；2 消除或定期处理玻璃液滞集的部分；3 改善炉内的均化；4 最后的办法是改变玻璃组成。17. 耐火材料结石的原因：1、耐火材料质量低劣 2、耐火材料使用不当 3、熔化温度过高 4、助熔剂用量过大 5、易起反应的耐火材料砌在一起。
8、18. 玻璃液中气体的存在方式（1）可见气泡：量少；（2）物理溶解：较多，多是化学性质较稳定的气体；（3）与玻璃液中某些组分化学结合：量最大，尤其是化学性质活泼的气体；（4）部分气体吸附在玻璃表面上（量很少） 。玻璃的澄清过程一般是指排除可见泡，完全排除包括化学结合气体在内的玻璃中的气体（去气）只有采用特殊方法熔制才可实现。19. 可见气泡的消除方式：使较大的气泡长大上浮直至破裂；使较小的气泡溶解吸收20. 玻璃组成、结构、性能之间的关系？ 答：玻璃可以近似看作是原子或离子的一个聚合体。他们不是无规律的集合在一起，而是在结构化学等规律制约的前提下根据离子的电价和大小等特性，使离子彼此以一定方式
9、组织起来，这就是“结构” 。当外来因素热点光机械力和化学介质等作用于玻璃时，玻璃就会做出一定的反应，这种反应就是玻璃的“性能”或“性质” 。玻璃通常是以整个结构对外来因素做出反应，例如：抗张、抗压等。有些性能例如导电，一般是通过碱金属离子的活动进行的。但活动受到结构的制约，例如在导电的同时还呈现电阻。因此总的规律：玻璃的成分通过结构决定性能。21. 玻璃表面张力的工艺意义？答：1.澄清：表面张力在一定程度上决定了玻璃液中气泡的长大和排除，如果表面张力大，澄清就变得困难；2.均化：在均化时，条纹的扩散和溶解取决于主体玻璃的和条纹表面张力的大小，如果条纹表面张力较小，那么条纹将铺展开包围在玻璃液周
10、围，很快消失，但如果条纹张力过大，那么条纹成球形，不利于扩散难消除；3.成型：拉边器工作时克服表面张力，当它拉时玻璃变薄，滚动时变厚；4.热加工、烧口：玻璃断面有毛刺时，就不平，可以加热到适当温度，由于表面张力作用不平的地方变平。22. 影响热膨胀系数的主要因素？ 答：1.组成对热膨胀系数的影响，a 反映了网络紧密度；2.温度对 a的影响，不同的温度 a 不同，一般 T 增大 a 增大，Tg点以上 a 随温度急剧增大；3.热历史对 a 的影响，不同热历史的玻璃有不同的 a，快冷的 a 大；4.分相和晶相对 a 的影响，晶化后一般 a 减小，主要由主晶相的种类，结晶学特点，晶体排列决定。23.
11、在玻璃的熔制过程中，配合料发生哪些物理，化学和物理化学变化？答：物理过程：包括配合料的加热、吸附水的蒸发排除、某些单独组分的熔融、某些组分的多晶转化、个别组份的挥发；化学过程：包括固相反应，各种盐类的分解，水化物的分解，化学结合水的排出、组份间的相互反映及硅酸盐的产生；物理化学过程：低共熔物的产生，组份或生产物间的相互溶解，玻璃和气炉介质间的相互作用、玻璃液和耐火材料的相互作用和玻璃液与其中夹杂气体的相互作用。24. 玻璃熔制的五个阶段？答：硅酸盐的形成：硅酸盐生成反应在很大程度上是在固体状态下进行的，配合料个组份在加热过程中经过一系列物理化学变化，主要固相反应结束，大部分气体逸出；玻璃形成：
12、烧结物连续加热时即开始熔融，易容的低共熔混合物开始融化，在融化的同时硅酸盐和剩余二氧化硅的互溶；玻璃液的澄清：玻璃液继续加热，其粘度降低，从中放出气态混合物，去除可见气泡的过程，熔制普通玻璃时澄清在 14001500 结束；玻璃的均化：均化是玻璃液长时间处于高温下，其化学组成逐渐趋于均一，即由于扩散作用，使玻璃中的条纹结石消除到均一限度，变成均一体。玻璃液的冷却：在玻璃液冷却过程中，不同位置的冷却强度不一样，因而相应玻璃液的温度也不一样。25. 影响玻璃熔制的因素(1)玻璃组成：影响到熔化难易程度、析晶能力大小、扩散能力；(2) 原料的性质:原料（包括碎玻璃）的纯度、颗粒度、杂质难熔性、挥发性
13、组分挥发量，碎玻璃的性质与用量等。(3)配合料的制备:配合料的质量（正确性稳定性、水分含量、气体率、均匀度和适宜的 REDOX 值）及碎玻璃的影响； 配合料的处理（造粒、烧结等与处理） 。(4) 加速剂（助熔剂）的使用: 助熔剂的性质： a 在较低的温度下，形成初熔阶段反应；b 在较低的温度下，形成低共熔物；c 降低熔体的表面张力或粘度，促进各组份间的润湿、扩散；d 形成界面旋流，使各组份更均匀地混合(如芒硝)。(5) 加料方式:料层薄（吸收辐射热和下层传导热）升温快而匀，反应快，另外有利于气体的排放。一般小于50mm。碎玻璃铺底(在生料下面)的掺合方式有利于增加生料受热面积，防止石英砂未经完
14、全反应就下沉。薄而均匀的加料方式有利于增大吸热面，加速熔制。(6) 熔制制度 a 温度制度：提高熔制温度是强化玻璃熔制的有效措施，在耐火材料能承受的原则下应尽可能提高熔制温度。b 气氛制度:根据配合料和玻璃组成和具体工艺要求，控制熔窑其分为氧化性、中性和还原性。c 窑压制度:窑内压力应保持微正压，防止因负压而吸入冷空气降低大炉温度，防止因正压过大而火焰外喷增加燃耗。d 液面制度: 液面制度是熔窑平衡的最有决定性的标志，须保持稳定。(7)耐火材料的性能:使用质量好的耐火材料，有利于减少因耐火材料侵蚀而产生的条纹、结石等缺陷，提高熔制温度。(8)熔窑的类型、结构及燃料等；(9 )先进熔制工艺的采用
15、。26. 玻璃的粘温特性？答：玻璃的粘度随温度下降而增大的特性是玻璃成形和定形的基础。例如：在高温范围内，钠钙硅玻璃的粘度随温度降低而增加很慢；在 1000900间粘度增加很快；在低温段，粘度变化又减慢。见粘度-温度曲线。 （1） 短性玻璃 （2）长性玻璃 玻璃的成形温度范围：一般选择在接近粘度-温度曲线的弯曲处，以保证玻璃具有自动定形的某种速度。利用玻璃粘度的可逆行，可以在成形过程中多次加热玻璃，使之反复达到所需要的成形粘度，以制造复杂制品。27. 玻璃表面张力对成形的影响？ （1）玻璃的表面张力在高温时作用速度快，而在低温或高粘度时作用缓慢；（2）表面张力使自由的玻璃液滴成为球形。 （3）
16、玻璃的吹制，玻璃纤维、玻璃管和平板玻璃拉制中，表面张力的作用也很大。 （4）爆口和烘口时，表面张力使边缘变圆。 （5）玻璃颗粒烧结时，表面张力和粘度同时起着重要的作用。 （6）表面张力的不良影响 28. 制定退火制度时的有关问题？1.退火炉内温度分布不均匀的影响.2.不同制品在同一退火炉内退火问题.3.制品固有应力影响.4.制品厚度和形状的影响.5.分相对制品的影响。29.物理钢化：将玻璃加热到一定温度，然后将玻璃迅速冷却，是玻璃表面产生很大的永久应力，提高玻璃强度热稳定性，这称为物理钢化；化学钢化：通过改变玻璃表面组织来提高玻璃强度，通过涂碱、涂热膨胀系数小的玻璃、碱金属离子交换法。一般化学
17、钢化是指离子交换处理法，碱金属离子交换有低温型离子交换和高温型离子交换两种。 30、 玻璃中气泡的来源（1）配合料中组分的分解；如碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物；（2）组分的挥发；（3）组分间的氧化还原反应；（4）玻璃与耐火材料间的反应：玻璃渗入耐火材料间隙； 玻璃液和耐火材料发生化学和物化反应，放出气体。（5）操作中不慎引入的外来污染物生成的气体（6）配合料物料空隙中的空气31. 成形制度的定义：玻璃的成形制度是指在成形各阶段的粘度-时间（- t）或温度-时间（T-t）制度。粘度-温度（ - T）曲线与玻璃的成形制度间的关系： 粘度-温度（ - T）曲线与组成；温度-时间（T-t）曲线与工
18、艺。32. 退火温度上下限：上限退火温度：三分钟内消除 95%应力的温度，一般相当于退火点的温度，也称最高退火温度，粘度为1012Pa.s。 下限退火温度：三分钟内消除 5%应力的温度，也称最低退火温度，粘度为 10 退火温度区域退火下限-3min 内应力可消除 5% (退火点50150 度)退火上限-3min 内应力可消除 95% (相当于退火点温度)退火点- =1012 PaS 退火温度=退火点2030C 1013.6 Pa.s。在此温度以下玻璃完全处于弹性状态，该点温度也可以称为应变点。33. 退火原理：在经过转变温度区域（TfTg）时，玻璃由典型的液态转变成脆性状态。而在 Tg 点以下
19、的相当的温度范围内玻璃分子仍然能够进行迁移，可以消除玻璃中的热应力和结构状态的不均匀性 *。同时因为粘度相当大，以致几乎不发生其外形的改变。这段温度区域成为玻璃的退火区域，相应粘度在 10121016Pa.s。即退火温度区域与玻璃粘度有关。玻璃的退火过程：将玻璃放置在某一温度下保持足够时间后再以缓慢的速度冷却，以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力。实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。四.论述题（1）为何玻璃的理论强度与实际强度相差很多？答：由于玻璃的脆性、玻璃中存在有微裂纹（尤其是表面微裂纹）和内部不均匀区及缺陷的存在造成应力集中所引起的（由于玻璃受到应力作用时不会产生流动，表面
20、上的微裂纹便急剧扩展，并且应力集中以至破裂） 。（2）为何玻璃受急热比受急冷强得多？答：原因在于急热时，玻璃的表面产生压应力；而急冷时，玻璃表面产生张应力，玻璃的抗压强度较抗张强度大十多倍。因此测定玻璃的热稳定性时要使试样受急冷。（3）酸碱大气水的侵蚀机理：（1）水：离子交换反应 SiO Na+H+OH - SiOH + NaOH硅羟团水化SiOH + 1.5H2O Si(OH)4 中和反应 Si(OH)4 + NaOH Si(OH)3O-Na+酸（通过谁来侵蚀） （2）碱：侵蚀过程SiOSi+ OH SiO + HOSi而且又由于在碱液中存在如下反应 Si(OH)4+NaOH Si(OH)3
21、ONa+H2O 侵蚀的三个阶段:阳离子吸附（阳离子）吸附 OH- 生成硅酸离子或硅酸盐。（3）大气实际是水气、CO2、SO2 等作用的总和。（4）水汽为什么比水侵蚀玻璃更加厉害？答：水溶液对玻璃的侵蚀是在大量水存在的情况下进行的，因此从玻璃释放出的碱离子不断转入水溶液中（不断稀释） 。所以在侵蚀过程中，玻璃水的 PH 值没有明显的改变。而水汽则不然，它是以微粒水滴粘附于玻璃表面，玻璃中释放出的碱不能被移走，而是在玻璃表面的水膜中不断积累，随着侵蚀的进行，碱浓度越来越大，PH 值越来越大，PH 值迅速上升，最后类似于碱液对玻璃的侵蚀。（5）气泡产生的原因及措施？答：（1）一次气泡：一次气泡产生的
22、主要原因是澄清不良，解决办法主要是适当提高澄清温度和适当调整澄清剂的用量。此外，降低窑压、降低玻璃表面与气体界面上的表面张力也可促使气体逸出；在操作上，严格遵守正确的熔制制度是防止一次气泡的重要措施。 （2）二次气泡：1、物理原因：降温后玻璃液又一次升温超过一定限度 2、化学原因：与玻璃的化学组成和使用的原料有关。 （含钡玻璃）二次气泡的形成与熔制工艺密切相关。1、熔制制度的稳定与否；2、配合料的种类（芒硝配合料、硫碳着色配合料）3、不同组成的玻璃液混合时；4、在冷却带和通道及流料槽处，由于窑炉气体介质中含有SO2、O2，或由于炉气的还原性而产生硫化物；5、配合料中易挥发组分自表面挥发；6、窑
23、内气体压力的剧烈变化；7、在电熔窑或辅助电熔中（6）退火过程：（11.5H）玻璃的退火工艺过程包括四个阶段：加热（加热时玻璃制品表面为压应力，升温速度可较快：） 、保温（消除加热过程产生的温度梯度，并消除制品中所固有的内应力。） 、慢冷（为了使制品在冷却后不再产生永久应力或仅产生微小的永久应力，冷却速度要求较慢，常采用线性降温）及快冷（为提高生产效率、降低燃耗，只要使该阶段的暂时应力不超过极限强度，可适当加快降温速度） 。（7）化学澄清机理？在初熔结束时，一般情况下气泡中只含有 CO2、N 2及H2O（这样别的气体只需比较低的分压就可使气泡长大，这就是为什么要求使用的澄清剂总是析出与初熔后气泡中所含气体不同的气体的原因。 ） ，澄清剂析出的气体多为 O2和 SO2，他们在熔体中的分压大于气泡中的分压从而能显著地扩散进入气泡，使其他气体在气泡中的分压减小，增加了从熔体中吸收这些气体的能力。同时气泡吸收澄清气体和这些气体后半径增大，加速气泡上升，并带动小气泡。（8）加速物理澄清降低玻璃的粘度；加强玻璃液的液流；机械方法如搅拌或鼓泡；声波或超声波使熔体做机械振动；使用真空或加压。
