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第1章 玻璃的定义与结构1

1.1 玻璃的定义1

1.2 玻璃的通性2

1.3 玻璃的结构3

1.3.1 玻璃的结构理论3

1.3.2 传统玻璃结构5

1.3.3 重金属氧化玻璃的结构12

1.3.4 非氧化物玻璃的结构14

1.3.5 金属玻璃的结构15

1.3.6 有机玻璃的结构15

1.4 玻璃组成、结构、性能之间的关系16

1 4.1 玻璃的阳离子分类16

1.4.2 玻璃组成对结构的影响17

1.4.3 结构因素对玻璃性质的影响17

1.5 玻璃结构的研究方法21

第2章 玻璃的形成与规律25

2.1 玻璃形成物质25

2.1.1 结晶化学理论25

2.1.2 氧化物在玻璃中的作用27

2.2 玻璃形成方法31

2.2.1 熔体冷却法31

2.2.2 气相制备技术32

2.2.3 液相制备技术32

2.2.4 固相制备技术34

2.3 玻璃形成热力学34

2.4 玻璃形成动力学34

2.5 玻璃形成范围37

2.5.1 一元系统玻璃37

2.5.2 二元系统玻璃37

2.5.3 三元系统玻璃39

2.6 金属玻璃47

2.6.1 金属玻璃的形成能力48

2.6.2 金属玻璃的制备技术48

2.6.3 金属玻璃的性能与应用50

第3章 玻璃的分相与析晶52

3.1 玻璃分相52

3.1.1 两种分相结构及机理53

3.1.2 二元系统玻璃分相55

3.1.3 三元系统玻璃分相56

3.1.4 玻璃分相原因57

3.1.5 分相对玻璃性能的影响58

3.2 玻璃析晶61

3.2.1 成核过程61

3.2.2 晶体生长65

3.2.3 影响玻璃析晶的因素65

3.3 玻璃的析晶缺陷66

3.3.1 玻璃析晶缺陷产生的原因66

3.3.2 影响玻璃析晶缺陷产生的因素67

3.4 微晶玻璃69

3.4.1 低膨胀锂铝硅微晶玻璃69

3.4.2 CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃71

3.4.3 MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃74

3.4.4 磷硅酸盐微晶玻璃78

3.5 微晶玻璃的制备工艺方法80

3.5.1 熔体析晶法80

3.5.2 烧结法82

3.5.3 溶胶-凝胶法83

第4章 玻璃的性质86

4.1 玻璃的密度86

4.1.1 玻璃密度与成分的关系86

4.1.2 玻璃密度与温度及热历史的关系87

4.1.3 玻璃密度与压力的关系88

4.1.4 玻璃密度的测量方法88

4.2 玻璃的黏度88

4.2.1 玻璃黏度与温度的关系90

4.2.2 玻璃黏度与玻璃组成的关系90

4.2.3 玻璃黏度与生产的关系92

4.2.4 玻璃黏度的计算方法93

4.2.5 玻璃黏度的测量方法95

4.3 玻璃的表面张力98

4.3.1 玻璃表面张力的物理含义及应用98

4.3.2 玻璃表面张力的影响因素99

4.3.3 玻璃表面润湿性及影响因素101

4.4 玻璃的表面性质102

4.4.1 玻璃表面结构和表面成分102

4.4.2 玻璃表面的离子交换104

4.4.3 玻璃的表面吸附105

4.5 玻璃的力学性质105

4.5.1 玻璃的力学基本概念105

4.5.2 玻璃的机械强度109

4.6 玻璃的热学性质113

4.6.1 玻璃的热膨胀系数113

4.6.2 玻璃的比热容117

4.6.3 玻璃的导热系数119

4.6.4 玻璃的热稳定性121

4.7 玻璃的电学性质123

4.7.1 玻璃的导电性123

4.7.2 玻璃的介电性128

4.7.3 玻璃电性能的测量方法131

4.8 玻璃的光学性能134

4.8.1 玻璃的折射率134

4.8.2 玻璃的光学常数139

4.8.3 玻璃的反射、吸收和透过139

4.9 玻璃的化学稳定性143

4.9.1 玻璃的侵蚀机理143

4.9.2 影响玻璃化学稳定性的因素146

4.9.3 玻璃化学稳定性的测量152

第5章 玻璃着色与脱色153

5.1 玻璃颜色概述153

5.2 玻璃颜色的表征方法154

5.2.1 颜色三要素154

5.2.2 色度图与色坐标154

5.2.3 孟塞尔色系157

5.2.4 CIE Lab颜色空间与色差159

5.3 玻璃着色机理161

5.3.1 离子着色161

5.3.2 金属胶体着色170

5.3.3 硫、硒及化合物着色172

5.3.4 玻璃其它着色方法177

5.4 玻璃脱色179

5.4.1 玻璃的脱色原理179

5.4.2 硒钴脱色中的问题180

第6章 玻璃成分设计182

6.1 玻璃成分概述182

6.1.1 玻璃成分的表示方法182

6.1.2 玻璃的牌号与命名183

6.2 玻璃成分设计184

6.2.1 玻璃成分设计原则185

6.2.2 玻璃成分设计方法188

6.3 玻璃性能计算195

6.3.1 玻璃密度的计算195

6.3.2 玻璃热膨胀系数的计算196

6.3.3 玻璃比热容的计算200

6.3.4 玻璃热导率的计算201

6.3.5 玻璃光学性质的计算203

6.3.6 玻璃吸收X射线和γ射线性质的计算206

6.3.7 玻璃机械性质的计算211

6.3.8 玻璃电学性质的计算218

6.3.9 玻璃化学稳定性的计算221

6.3.10 玻璃黏度的计算222

6.3.11 玻璃表面张力的计算225

6.3.12 玻璃熔化温度的计算227

6.3.13 玻璃析晶性能的计算233

第7章 玻璃用原料与配料240

7.1 主要原料240

7.1.1 SiO2原料240

7.1.2 B2O3原料242

7.1.3 Al2O3原料243

7.1.4 P2O5原料245

7.1.5 Na2O原料246

7.1.6 K2O原料248

7.1.7 Li2O原料248

7.1.8 CaO原料249

7.1.9 MgO原料250

7.1.10 BaO原料251

7.1.11 ZnO原料251

7.1.12 PbO原料252

7.1.13 BeO原料252

7.1.14 SrO原料253

7.1.15 CdO原料253

7.1.16 GeO2原料253

7.1.17 TiO2原料253

7.1.18 ZrO2原料253

7.2 辅助原料254

7.2.1 澄清剂254

7.2.2 着色剂256

7.3 脱色剂259

7.3.1 化学脱色剂259

7.3.2 物理脱色剂259

7.4 乳浊剂261

7.4.1 氟化合物261

7.4.2 磷酸盐261

7.4.3 锡化合物261

7.4.4 氧化砷和氧化锑261

7.5 助熔剂262

7.5.1 氟化合物262

7.5.2 硼化合物262

7.5.3 硝酸盐262

7.5.4 钡化合物262

7.6 氧化剂与还原剂262

7.7 碎玻璃263

7.8 配合料的计算264

7.9 配合料的要求268

7.10 配合料的制备269

7.10.1 配合料的称量269

7.10.2 配合料的混合270

7.10.3 配合料的运输与贮存271

7.11 配合料的质检271

第8章 玻璃的熔制与窑炉273

8.1 玻璃的熔制过程273

8.1.1 硅酸盐形成274

8.1.2 玻璃的形成277

8.1.3 玻璃液的澄清279

8.1.4 玻璃液的均化290

8.1.5 玻璃液的冷却292

8.2 玻璃熔制的化学反应293

8.3 玻璃熔制的配合料挥发294

8.4 玻璃熔制的影响因素296

8.5 玻璃熔窑类型299

8.5.1 坩埚窑299

8.5.2 火焰池窑301

8.5.3 电加热的池窑307

8.6 玻璃熔制温度制度312

8.7 玻璃熔制强制均化方法314

8.7.1 机械搅拌314

8.7.2 池底鼓泡317

8.7.3 辅助电熔320

8.7.4 全氧燃烧321

第9章 玻璃的成形323

9.1 玻璃成形原理323

9.1.1 玻璃黏度323

9.1.2 玻璃表面张力323

9.1.3 玻璃热学性质324

9.2 玻璃成形制度324

9.3 玻璃成形方法329

9.3.1 机械供料329

9.3.2 压制法333

9.3.3 吹制法333

9.3.4 拉制法334

9.3.5 压延法343

9.3.6 浇铸法343

9.3.7 烧结法344

9.3.8 离心法344

9.3.9 喷吹法345

9.3.10 滚制成球法345

第10章 玻璃的加工347

10.1 玻璃冷加工347

10.1.1 研磨和抛光347

10.1.2 切割、喷砂、钻孔与切削353

10.2 玻璃热加工354

10.2.1 玻璃制品的热加工原理355

10.2.2 玻璃制品热加工的主要方法355

10.3 玻璃表面处理357

10.3.1 玻璃的化学蚀刻357

10.3.2 化学抛光358

10.3.3 表面金属涂层359

10.3.4 表面导电膜361

10.3.5 表面憎水涂层362

10.3.6 表面着色363

10.3.7 表面光学薄膜364

10.4 玻璃封接368

10.4.1 封接原理368

10.4.2 封接的形式370

10.5 玻璃强化处理371

10.5.1 物理强化371

10.5.2 化学强化372

第11章 玻璃的热处理375

11.1 玻璃应力375

11.1.1 玻璃中的热应力375

11.1.2 玻璃中的结构应力与机械应力377

11.1.3 玻璃中应力的表示与测量方法377

11.2 玻璃退火原理380

11.2.1 应力的松弛381

11.2.2 冷却时应力的控制382

11.3 玻璃退火制度制定383

11.3.1 加热阶段383

11.3.2 保温阶段383

11.3.3 慢冷阶段384

11.3.4 快冷阶段384

11.4 玻璃退火温度与玻璃组成关系385

11.4.1 奥霍琴经验公式法385

11.4.2 参考修正法385

11.5 玻璃退火温度的测定386

11.5.1 黏度计法386

11.5.2 热膨胀仪法386

11.5.3 差热法386

11.5.4 双折射法387

第12章 玻璃的缺陷与控制388

12.1 玻璃中的气泡388

12.1.1 一次气泡389

12.1.2 二次气泡390

12.1.3 其它类气泡391

12.1.4 气泡的检验393

12.2 结石395

12.2.1 配合料结石395

12.2.2 耐火材料结石396

12.2.3 析晶结石398

12.2.4 硫酸盐夹杂物（碱性夹杂物）400

12.2.5 黑色夹杂物（黑斑）与污染物401

12.2.6 浮法玻璃的Sn缺陷401

12.2.7 结石的检验402

12.3 条纹和节瘤404

12.3.1 条纹405

12.3.2 节瘤405

12.3.3 预防条纹和节瘤的措施406

12.3.4 条纹和节瘤的检验406

第13章 玻璃工艺的节能与环保408

13.1 节能背景及能源消耗状况408

13.2 国外玻璃行业节能减排技术及措施409

13.2.1 日本节能减排情况409

13.2.2 美国节能减排情况409

13.2.3 西欧节能减排情况410

13.3 现代玻璃窑炉的先进节能技术411

13.3.1 减少流液洞中玻璃液回流411

13.3.2 浅层澄清式窑坎413

13.3.3 减压澄清技术413

13.3.4 全氧燃烧技术414

13.3.5 池底鼓泡技术415

13.3.6 电助熔热坝技术416

13.4 国内日用玻璃行业的节能政策416

13.4.1 提倡茶色玻璃代替绿色玻璃416

13.4.2 推行玻璃化学组成统一417

13.4.3 增加碎玻璃掺入量417

13.4.4 鼓励和推动玻璃瓶轻量化418

13.5 玻璃工业污染419

13.5.1 废气的污染419

13.5.2 粉尘的污染423

13.5.3 废水的污染424

13.5.4 噪声的污染424

13.6 玻璃工业污染的防治425

13.6.1 废气污染的防治425

13.6.2 粉尘污染的防治429

13.6.3 废水污染的防治430

13.6.4 噪声污染的防治435

13.7 玻璃工业的清洁生产436

参考文献440

附录一 国内外平板玻璃化学组成及性能一览表443

附录二 国内外瓶罐玻璃化学组成及性能一览表445

附录三 国内外器皿玻璃化学组成及性能一览表447

附录四 国内外仪器玻璃化学组成及性能一览表449

附录五 国内外光学玻璃化学组成及性能一览表453

附录六 国内外眼镜玻璃化学组成及性能一览表455

附录七 国内外耐热器皿玻璃化学组成及性能一览表457

附录八 国内外颜色玻璃化学组成及性能一览表459

附录九 国内外电光源玻璃化学组成及性能一览表461

附录十 国内外封接玻璃化学组成及性能一览表463

附录十一 国内外低熔点玻璃化学组成及性能一览表465

附录十二 国内外医药玻璃化学组成及性能一览表467

附录十三 国内外显示玻璃化学组成及性能一览表469

附录十四 国内外玻璃纤维化学组成及性能一览表471