玻璃的主要性质
各种玻璃制品的应用范围不同,对玻璃性能的要求也就不同。例如,瓶罐玻璃应具备有较高的强度和化学稳定性,光学玻璃需要相当高的光学均匀性和透明度。为了恰当地应用玻璃,就必须了解玻璃有哪些性质。玻璃的主要性质有:强度、硬度。光学性质,热学性质。电气性质和化学性质。
1、强度是玻璃的主要性质之一
玻璃具有非常高的抗压强度,但抗拉强度较低。
玻璃的理论强度非常高,可达到100000公斤/厘米。,但实际强度木约为理论强度岭品以下。这是因为玻璃表面存在着肉眼看不见的小伤痕。当玻璃受到拉力作用时,内部应力促进这些小伤痕扩大,从而降低强度。普通的退火玻璃的强度大约是'700公斤/厘米。,钢化玻璃的强度大约是1400——2800公斤/厘米。。
因此,为了提高玻璃的强度,就需尽量避免玻璃表面划伤。另外,还可以采取:(1)使玻璃表面层处于压缩状态(如钢化玻璃);(2)在玻璃结构上,不使促进表面伤痕扩大的内部应力集中(如微晶玻璃):(3)结合(1)与(2)两种办法,既造成玻璃表面处于压缩状态,又不使促进表面伤痕扩大的内部应力集中(如钢化微晶玻璃)。
钢化玻璃的厚度有一定限度,太厚或太薄的玻璃钢化效率都不高。厚度为10毫米左右的玻璃,其钢化效率最好。它的强度是普通玻璃的l——2倍。
2、硬度是玻璃的主要性质之一
玻璃的硬度比较大,用普通的刀或锯不能切割。但玻璃比石英软,所以用砂子研磨,可以制成磨砂玻璃。切割玻璃须使用金刚石,或用非常坚硬的钢制刃具,
3、光学性质是玻璃的主要性质之一
光有可见光和不可见光,如紫外线,红外线等等。普通的平板玻璃,能透过可见光线的80——90g6,其余则被吸收或反射,紫外线大部分不能透过,但红外线比较容易透过,根据用途,改变玻璃的成分,能达到透过或遮断某种光线的要求,
石英玻璃对于从紫外线到红外线之间的各种波长的光线
都容易透过。无色的硅酸盐玻璃虽与石英玻璃相似,但实际上,因其含有杂质(主要是铁),所以紫外线不易透过。因此,为了提高紫外线的透射系数,:就必须减少玻璃中的含铁量.
遮断紫外线的玻璃,有琥珀色玻璃、含六价铬的绿色玻璃和含五价钒的玻璃。
吸收红外线的玻璃是含二价铁的玻璃。
遮断x线。y线的玻璃是含多量铅的玻璃。
用作红外线检波器的,即能使长波长的红外线透过的玻璃,是不含硅酸盐、硼酸盐,磷酸盐等的硫属化物玻璃和锗酸盐玻璃等特殊玻璃.
4、热传导和热膨胀系数是玻璃的主要性质之一
玻璃的导热性很差。导热性良好的物质,即使局部受热,也能很快地把热量传到全部而使局部过热现象消失,所以耐热性强。
一般说来,薄玻璃的导热比厚玻璃快,所以耐热强度大,但是机械强度小。
玻璃的热膨胀系数比较小,普通玻璃的热膨胀系数大约是铅的1/3,黄铜的2/5。
5、电气性质是玻璃的主要性质之一
玻璃在常温下,导电性能很差,亦即为绝缘体。由于玻璃是透明体,易于加工,气体和液体都不能通过,而且膨胀系数又小,所以广泛应用于电气制品。
石英玻璃,虽然热膨胀系数小,耐热性。电绝缘性也非常好,但是熔融。成形和加工都较为困难,故实用性较差
微晶玻璃一般也具有良好的电气特性。
灯泡、真空管的泡壳,一般使用钠钙玻璃。但当电流大,泡壳温度高时,则应使用热膨胀性低、耐热性和电绝缘性都比较好的硼硅酸玻璃。特殊的灯泡泡壳有的也使用石英玻璃。
灯泡的芯柱,要求介电性好,大都使用铅玻璃。
玻璃在升温后变成熔体时,就成为导电体,因此这种特性被利用于玻璃的电熔制,或者在使用重油燃烧熔制玻璃时,利用于电辅助加热(电助熔)。
6、耐化学性是玻璃的主要性质之一
普通玻璃,在酸中不易受到侵蚀,在碱中则稍受到侵蚀,但在氟酸中能完全被溶化。在高温受热的情况下,普通的水也能侵蚀玻璃,如再加以压力,则侵蚀更为剧烈。此外,即使不加热不加压,长期放置在空气中时,空气中的水分也会使玻璃受到极微量的侵蚀。
在普通的玻璃容器中,长期贮存液体药品时,往往因为溶出微量的碱性物质,造成药品变质。特别是医疗用的药品和注射剂,如果变质,就会对人体造成危害。为了提高耐化学性,就要减少玻璃中的碱性成分,增加二氧化硅的成分.但是减少碱性成分,增加二氧化硅成分寸,会使玻璃的熔制困难,同时也给成形和加工带来困难,因此用于化学、医药方面的玻璃,基本上使用含硼,铝玻璃。石英玻璃用于化学方面较为理想,但由于熔制、成形和加工都比较困难,除特殊用途外,一般不采用。