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玻璃的特點及應用
玻璃的特點:
1,各向同性,玻璃的分子排列是無規(guī)則的,其分子在空間中具有統(tǒng)計上的均勻性。在理想狀態(tài)下,均質(zhì)玻璃的物理、化學性質(zhì)(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。
2.無固定熔點,因為玻璃是混合物,非晶體,所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域(即軟化溫度范圍)內(nèi)進行的,它與結(jié)晶物質(zhì)不同,沒有固定的熔點。軟化溫度范圍Tg~T1,Tg為轉(zhuǎn)變溫度,T1為液相線溫度,對應的黏度分別為10dPa·s、10dPa·s。
3,亞穩(wěn)性
玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體快速冷卻而得到,從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時,冷卻過程中黏度急劇增大,質(zhì)點來不及做有規(guī)則排列而形成晶體,沒有釋出結(jié)晶潛熱,因此,玻璃態(tài)物質(zhì)比結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的內(nèi)能,其能量介于熔融態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間,屬于亞穩(wěn)狀態(tài)。從力學觀點看,玻璃是一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài),比如存在低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢,即有析晶傾向,所以,玻璃是一種亞穩(wěn)態(tài)固體材料。
4,漸變性可逆性
玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過程是漸變的,其物理、化學性質(zhì)的變化也是連續(xù)的和漸變的。這與熔體的結(jié)晶過程明顯不同,結(jié)晶過程必然出現(xiàn)新相,在結(jié)晶溫度點附近,許多性質(zhì)會發(fā)生突變。而玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內(nèi)完成的,隨著溫度逐漸降低,玻璃熔體黏度逐漸增大,*后形成固態(tài)玻璃,但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變?yōu)槿垠w的過程也是漸變的。
玻璃的應用:有石英玻璃,硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃、高溫玻璃、耐高壓玻璃、防紫外線玻璃、防爆玻璃等。通常指硅酸鹽玻璃,以石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料,經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后,加工成形,再經(jīng)退火而得。廣泛用于建筑、日用、藝術(shù)、醫(yī)療、化學、電子、儀表、核工程等領域。