钠
钙 氧 硅
短程有序、长程无序。引入Na、Ca离子后，硅氧 四面体结构改变了，形成更多非桥氧，玻璃的物 性也发生了极大改变。
§7.3 玻璃的物理性质
一．密度
玻璃的密度取决于构成玻璃的原子质量、原 子堆积及配位数。 引入半径小的离子，有助于提高密度； 引入高价金属有助于提高密度，但当高价金 属如AL、B在玻璃中作为形成体氧化物时，由于其 体积大于硅氧四面体，密度下降； 温度升高，密度下降。
二．硬度
玻璃硬度取决于原子半径、电荷大小及堆积密度。
随离子半径变化，硬度变化的一般规律： （1）K+<Na+<Li+ （2）Ba2+<Sr2+<Ca2+<Mg2+<Be2+ （3）Pb2+<Zn2+ （4）Fe3+<Ca2+
三． 机械强度
玻璃的理论强度：
2Ea / l 10000 MPa
三．玻璃包装材料的通性及发展趋向
1、强度高；化学稳定性好；表面惰性；良好的光学 特性。 抗冲击强度低；重容比大；抗热冲击性能差。 2、薄壁化，轻量化。
§7.2 玻璃的结构
1、石英晶体
硅氧四面体
氧 硅
短程有序、长程有序
2.
石英玻璃
Si O Si 桥氧 短程有序、长程无序
3.
钠-钙-硅系玻璃的结构
玻璃中的硅氧 非桥氧与金属离子结合的硅酸盐部分
玻璃与水及酸的作用实质：玻璃中的硅酸盐水解。
玻璃对水及酸的稳定性主要由硅氧和碱金属氧化物的 相对含量决定。硅氧含量大，稳定性增大。 HF可以直接腐蚀玻璃。
2、玻璃与潮湿空气的作用 OH-1离子与金属离子的作用。 3、玻璃与碱的作用 玻璃中的硅氧、金属氧化物直接与碱发生反应。 4、玻璃的脱片侵蚀 药液与玻璃表面作用，氧化钠、硼酸钠等溶解进 入溶液，在金属表面形成侵蚀膜。 侵蚀膜在温度变化、外力作用下，从玻璃上脱落， 形成脱片。
第七章玻璃的结构和性能
§7.1 概述
一．玻璃包装的特点
1、质地坚硬，不易变形，气密性好，阻隔性强，便 于消毒灭菌； 2、无毒、无味、耐热、耐磨，化学稳定性好； 3、质地晶莹，无色透明，造型、色彩变化多，美观 漂亮，有利商品的宣传与推销； 4、易于回收复用和再生利用； 5、玻璃容器性脆、容重比小，不便携带。
（b）根据用途把玻璃分为：平板玻璃、瓶罐 玻璃、器皿玻璃、医药玻璃、光学玻璃、电 真空玻璃、乳浊玻璃、有色玻璃、玻璃纤维 等等。
制造玻璃包装瓶罐的钠钙硅酸盐类玻璃，其主要成分是 SiO2 、 Na2O和CaO ，约占总含量的90～95％。其中: SiO2是玻璃形成体； Na2O对原料起助熔作用，降低玻璃黏度，同时 过多的Na2O 又会使玻璃热稳定性、化学稳定性、力学强 度降低； CaO是稳定剂，同样加入过多的CaO会使玻璃结 晶化倾向增大，玻璃变脆。
T 115010
热膨胀系数的线性加和性： a=a1P1+a2P2+……
6
2、玻璃的导热性
QS A t
Q传热量，s物体厚度，A传热面积，△t温度差 玻璃是热的不良导体。导热性与组成相关。玻璃 体结构越完整，导热率越高。
§7.4 玻璃的化学稳定性
一．玻璃被侵蚀的机理
1、玻璃与水及酸的作用 游离硅氧
dv f A dy f dv dv / / A dy dy
玻璃体：粘度值大于1013P时的物理状态。 玻璃的粘度与玻璃的组成和温度有关，可表示为：

Ae
Q RT
1
2
A 与温度无关的常数 Q - 粘流活化能 R 气体常数， T 绝对温度
T 玻璃的料性：粘度在102~106泊范围内随温度变化的快慢。 长性玻璃的粘度随温度变化慢，利于成型。
莱尔方程
五． 玻璃的热性质
1、线性热膨胀系数
1 L 6.8 10 7 ~ 150 10 7 K 1 L t
L：试样长度， L、t 试样伸长量、温度差。
玻璃的线性热膨胀系数主要决定于组成。引入其他 金属离子，生成更多非桥氧时，利于a的增大。
玻璃的抗热冲击性能，即玻璃承受温度剧变的能力，热 膨胀系数越小，其抗热冲击性能越大。
玻璃的实际强度：不到理论强度的1%。原因在于玻 璃存在组织不均匀、裂纹、结构缺陷等。 玻璃强度的线性加和性：
f1 P 1 f2P 2 f3 P 3 ...
f1 , f 2 , f 3 计算因数 P 1，P 2，P 3 各组分质量百分数
四． 玻璃的黏度
黏度是表征流体内摩擦力或者表示阻碍液体流动性质的 物理量
②
玻璃的分类 （a）根据玻璃形成体氧化物的不同，可以把 玻璃分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐 玻璃和铝酸盐玻璃等
玻璃系统的命名：ⅰ由两种以上玻璃形成体氧化物组 成的玻璃，则以其含量多少来命名，量大居后，如铝 硼硅酸盐玻璃 ⅱ引入1、2价金属，再加形成体氧化物， 按价位从低到高排，最后为形成体氧化物。
二．玻璃的化学稳定性与组成的关系
硅氧四面体的连接程
引入金属离子半径越小，稳定性越好。
三． 玻璃化学稳定性 的测试 1、粉末法 2、表面法 3、加速实验
b a log N log c T T2 T2 log1 log 2 5080 T2T1
二．玻璃的定义和分类
1、玻璃的定义
材料和制品 玻璃 物理化学状态 玻璃：介于晶态和液态之间的一种特殊状 态，由熔融体过冷却而得，其内能和构形 熵高于响应得晶态，其结构为短程有序和 长程无序。
2.
玻璃的组成及分类 ①玻璃的组成 形成体氧化物：构成玻璃结构，可以单独 形成玻璃 。SiO2，B2O3，、P2O5。 改变体氧比物 ：一些金属氧化物，如碱 金属和碱土金属氧化物本身不能单独形成 玻璃，但可以改变玻璃的性质。 Na2O， K2O，CaO 等。 中间体氧化物 ：介于二者之间的氧化物， 在一定条件下可以成为玻璃形成体的氧化 物。 AL2O3、ZnO等