玻璃的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。
玻璃广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
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玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到,从熔融态向玻璃态转变时,冷却过程中黏度急剧增大,质点来不及做有规则排列而形成晶体,没有释出结晶潜热,因此,玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能,其能量介于熔融态和结晶态之间,属于亚稳状态。从力学观点看,玻璃是一种不稳定的高能状态,比如存在低能量状态转化的趋势,即有析晶倾向,所以,玻璃是一种亚稳态固体材料。
玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的,其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。这与熔体的结晶过程明显不同,结晶过程必然出现新相,在结晶温度点附近,许多性质会发生突变。而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的,随着温度逐渐降低,玻璃熔体黏度逐渐增大,最后形成固态玻璃,但是过程中没有新相形成。相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。
一、玻璃主要化学成分是什么
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玻璃按主要成分可以分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃非氧化物玻璃品种和数量很少,主要有硫系玻璃和卤化物玻璃氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量,又分为:
1石英玻璃
石英玻璃的二氧化硅含量大于995%,其热膨胀系数低、耐高温、化学稳定性好、透紫外光和红外光、熔制温度高、粘度大、成型较难石英玻璃多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中
2高硅氧玻璃
高硅氧玻璃的二氧化硅含量约96%,其性质与石英玻璃相似
3钠钙玻璃
钠钙玻璃以二氧化硅含量为主,还含有15%的氧化钠和16%的氧化钙,其成本低廉、易成型,适宜大规模生产,其产量占实用玻璃的90%钠钙玻璃可用于生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等
4铅硅酸盐玻璃
铅硅酸盐玻璃主要成分有二氧化硅和氧化铅,具有独特的高折射率和高体积电阻,与金属有良好的浸润性,可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿图、火石光学玻璃等
5铝硅酸盐玻璃
铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分,软化变形温度高,用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等
6硼硅酸盐玻璃
又称耐热玻璃或硬质玻璃,以氧化硅和氧化钡为主要成分,具有良好的耐热性和化学稳定性,硼硅酸盐玻璃发明于1912年,其商标名为Pyrex
玻璃的主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。
玻璃按性能特点又分为:钢化玻璃、多孔玻璃(即泡沫玻璃,孔径约40nm,用于海水淡化、病毒过滤等方面)、导电玻璃(用作电极和飞机风挡玻璃)、微晶玻璃、乳浊玻璃(用于照明器件和装饰物品等)和中空玻璃(用作门窗玻璃)等。
玻璃的分子排列是无规则的,其分子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下,均质玻璃的物理、化学性质(如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等)在各方向都是相同的。
生产工艺主要包括:
①原料预加工。将块状原料(石英砂、纯碱、石灰石、长石等)粉碎,使潮湿原料干燥,将含铁原料进行除铁处理,以保证玻璃质量。
②配合料制备。
③熔制。玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温(1550~1600度)加热,使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态玻璃。
④成型。将液态玻璃加工成所要求形状的制品,如平板、各种器皿等。
⑤热处理。通过退火、淬火等工艺,消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化,以及改变玻璃的结构状态。
玻璃成分有SiO2、B2O3、Na2O、CaO等,不同种类玻璃成分不同。
1、石英玻璃
SiO2含量大于995%,热膨胀系数低,耐高温,化学稳定性好,透紫外光和红外光,熔制温度高、粘度大,成型较难。多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。
2、高硅氧玻璃
高硅氧玻璃也称vycor玻璃,主要成分为SiO2含量约95%~98%,含少量B2O3和Na2O,其性质与石英玻璃相似。
3、钠钙玻璃
以SiO2含量为主,还含有15%的Na2O和16%的CaO,其成本低廉,易成型,适宜大规模生产,其产量占实用玻璃的90%。可生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。
4、铅硅酸盐玻璃
主要成分有SiO2和PbO,具有独特的高折射率和高体积电阻,与金属有良好的浸润性,可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿、火石光学玻璃等。含有大量PbO的铅玻璃能阻挡X射线和γ射线。
5、铝硅酸盐玻璃
以SiO2和Al2O3为主要成分,软化变形温度高,用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等。
6、硼硅酸盐玻璃
以SiO2和B2O3为主要成分,具有良好的耐热性和化学稳定性,用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等。
摘要:玻璃是建筑工程中一种装修材料,具有透光、透视、隔绝空气流通、隔音和隔热保温等性能。你知道玻璃的主要成分是什么吗?玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾。下面是玻璃主要成分的介绍。玻璃成分玻璃的主要成分是什么玻璃成份及其作用详解
玻璃的主要成分是什么玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾,其作用如下:
1、二氧化硅为形成玻璃的主要组分,并使玻璃具有一系列优良性能,如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、熔液粘度大,造成熔化困难、热耗大,故生产玻璃时还需加入其他成分以改善这方面的状态。
2、玻璃原料中加入少量氧化铝,能够降低玻璃的析晶倾向,提高化学稳定性和机械强度,改善热稳定性,但当其含量过多时(Al2O3>5%),就会增高玻璃液的黏度,使熔化和澄清发生困难,反而增加析晶倾向,并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。
3、加入适量氧化钙,能降低玻璃液的高温黏度,促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时,能增加玻璃液黏度,有利于提高引上速度。缺点是含量增高时,会增加玻璃的析晶倾向,减少玻璃的热稳定性,提高退火温度。
4、氧化镁其作用与氧化钙类似,但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点,因此可用适量氧化镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶,提高退火温度,降低玻璃对水的稳定性。
5、氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂,降低玻璃液的年度,促进玻璃液的熔化和澄清,还能大大降低玻璃的析晶倾向,缺点则是会降低玻璃的化学稳定性和机械强度。由于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾具有以上一些特点,故在中国玻璃工业中一般大致控制在下列含量范围:SiO270%~%,Al2O31%~25%,CaO8%~10%,MgO15%~45%,(Na2O+K2O)13%~15%。
此外,玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、氧化铁、三氧化二铬等有害成分,其作用如下:
a、三氧化二铁能使玻璃着色,降低玻璃的透明度、透紫外线性能、透热性和机械强度,造成熔化澄清困难,并给玻璃的熔制品带来不良影响。
b、三氧化二铬能较强烈地使玻璃着色,减少透明度,铬矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。
c、二氧化钛能提高玻璃的光折射和吸收紫外线性能;在三氧化二铁与二氧化钛超出一定含量比时,使玻璃组分中氧化铁的染色作用增强。玻璃的保养方法》》
主要成份是二氧化硅,还有石灰石。
各种玻璃的成分:
(1)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2)
(2)石英玻璃(以纯净的石英为主要原料制成的玻璃,成分仅为SiO2)
(3)钢化玻璃(与普通玻璃成分相同)
(4)钾玻璃(K2O、CaO、SiO2)
(5)硼酸盐玻璃(SiO2、B2O3)
(6)有色玻璃在(普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。Cu2O——红色;CuO——蓝绿色;CdO——浅**;CO2O3——蓝色;Ni2O3——墨绿色;MnO2——紫色;胶体Au——红色;胶体Ag——**)
(7)变色玻璃(用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃)
(8)光学玻璃(在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质,如AgCl、AgBr等,再加入极少量的敏化剂,如CuO等,使玻璃对光线变得更加敏感)
(9)彩虹玻璃(在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成)
(10)防护玻璃(在普通玻璃制造过程加入适当辅助料,使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色——重铬酸盐,氧化铁吸收紫外线和部分可见光;蓝绿色——氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光;铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r射线;暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光;加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。
(11)微晶玻璃(又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷,是在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成,代替不锈钢和宝石,作雷达罩和导弹头等)。
(12)玻璃纤维(由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维,成分与玻璃相同)
(13)玻璃丝(即长玻璃纤维)
(14)玻璃钢(由环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料。)
(15)玻璃纸(用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜)
(16)水玻璃(Na2SiO3)的水溶液,因与普通玻璃中部分成分相同而得名)
(17)金属玻璃(玻璃态金属,一般由熔融的金属迅速冷却而制得)
(18)萤石(氟石)(无色透明的CaF2,用作光学仪器中的棱镜和透光镜)
(19)有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)
普通玻璃的主要成分是二氧化硅,玻璃质地硬而脆,是一种无色的透明材料,并可添加各种成分而制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钴蓝色玻璃等。普通玻璃经热处理可制成钢化玻璃,其弹性、耐冲击性、热稳定性优于普通玻璃,具有较高的机械强度新型钢化玻璃的透明度要高出普通玻璃4~5倍,犹如水晶一般清澈迷人,同时它还具有较高的硬度和耐高温特性。经过热处理的钢化玻璃可自动切割成方形、圆形、椭圆形、多边形等
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