影响玻璃化学稳定性的因素

  硅酸盐玻璃的耐酸、耐水性主要取决于二氧化硅和碱金属氧化物的含量,二氧化硅含量越高,硅氧四面体互相连接程度越大,则玻璃化学稳定性越高。反之碱金属氧化物的含量越大则玻璃中硅氧结构网络断裂越多,使玻璃的化学稳定性下降。另外,玻璃起水解反应时,阳离子的浸析速度决定于键力R-O的强度,所以在简单的硅酸盐玻璃中化学稳定性随阳离子半径的增加而下降。上述规律同样适用于硼酸盐玻璃系统中,但不适合磷酸盐玻璃。 玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时出现“混合碱效应”。三价氧化物中,B2O3 对玻璃影响较大,出现“硼反常现象”,在Na2O-CaO-SiO2玻璃中,少量的Al2Os可提高化学稳定性。热处理和表面状态也影响玻璃的化学稳定性。 一般来讲,退火玻璃的化学稳定性较淬火玻璃高,但硼硅酸盐玻璃在退火过程中会发生分相,对化学稳定性的影响与退火后的玻璃结构有关。 介质对玻璃的侵蚀开始于玻璃表面,因此玻璃的表面状态对玻璃的化学稳定性影响也较大,通过表面处理来改变玻璃的表面状态可以提高玻璃的化学稳定性。温度和压力对玻璃化学稳定性影响也很大。 玻璃的化学稳定性随温度和压力的升高而剧烈的变化。 在100C以下,温度每升高10'C,侵蚀介质对玻璃的侵蚀速度增加50%~250%;100C以上时(如在热压容器中),侵蚀速度始终是剧烈的,只有含锆多的玻璃才是稳定的。 压力对玻璃化学稳定性的影响也很大。 当压力提高到(29.4~98)X105Pa时,甚至化学稳定性较好的玻璃也可在短时间内被剧烈的破坏,同时有大量的氧化硅转入溶液中。玻璃的化学稳定性常用试样在规定时间间隔内经侵蚀性介质处理后的失重衡量。失重量纲是mg/cm2.采用选择测定转入溶液中的组分来表示失重更为清楚.这就是,用单位玻璃表面转人溶液中的每一氧化物(msio,mMe,O,mMeo等)的摩尔质量来表示失重。

  思考题1.温度对玻璃黏度有哪些影响?2.影响玻璃表面张力的因素有哪些?3.在温度和压力不变的情况下,玻璃的密度大小由哪些因素决定?4.玻璃的硬度有哪些表示方法?5.温度和组成是如何影响玻璃的折射率的?6.为什么玻璃形成氧化物SiO2,B2O3,P203等只能透过近红外,不能透过中远红外?7.分别举例说明离子导电和电子导电玻璃。8.J.斯蒂维尔(stevels)把玻璃中的损耗分为哪四种。9.化学组成对玻璃的弹性有哪些影响?10.玻璃的机械强度主要取决于哪些因素?11.影响玻璃热膨胀系数的因素有哪些?12.试说明玻璃的热导率与温度及组成的关系。13.试说明水、酸、碱、大气对硅酸盐玻璃的侵蚀机理。