玻璃有什么特點玻璃是由哪些成分組成的

2018-08-27 來源：中國玻璃網(wǎng)

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玻璃是目前使用較廣泛、應用范圍較廣的無機非金屬材料，能夠應用于建筑、日用、藝術、儀表等領域，種類十分豐富。本篇文章中我們將介紹玻璃有什么特點，并著重說明玻璃是由哪些成分組成的。

一、玻璃有什么特點

1.1 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，均質玻璃的物理、化學性質（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。

1.2 無固定熔點

因為玻璃是混合物，非晶體，所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域（即軟化溫度范圍）內進行的，它與結晶物質不同，沒有固定的熔點。軟化溫度范圍Tg~T1，Tg為轉變溫度，T1為液相線溫度，對應的黏度分別為1013.4 dPa·s、104~6dPa·s。

1.3 亞穩(wěn)性

玻璃態(tài)物質一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉變時，冷卻過程中黏度急劇加大，質點來不及做有規(guī)則排列而形成晶體，沒有釋出結晶潛熱，因此，玻璃態(tài)物質比結晶態(tài)物質含有較高的內能，其能量介于熔融態(tài)和結晶態(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。

1.4 漸變性可逆性

玻璃態(tài)物質從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過程是漸變的，其物理、化學性質的變化也是連續(xù)的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同，結晶過程必然出現(xiàn)新相，在結晶溫度點附近，許多性質會發(fā)生突變。而玻璃態(tài)物質從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸加大，然后形成固態(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。

二、玻璃是由哪些成分組成的

玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數(shù)量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等，可截止短波長光線而通過黃、紅光，以及近、遠紅外光，其電阻低，具有開關與記憶特性。鹵化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光學玻璃。

氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃，其品種多，用途廣。通常按玻璃中SiO2以及堿金屬、堿土金屬氧化物的不同含量，又分為：

①石英玻璃。SiO2含量大于99.5%，熱膨脹系數(shù)低，耐高溫，化學穩(wěn)定性好，透紫外光和紅外光，熔制溫度高、粘度大，成型較難。多用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術和光學儀器中。

②高硅氧玻璃。也稱vycor玻璃，主要成分為SiO2含量約95%~98%，含少量B2O3和Na2O，其性質與石英玻璃相似。

③鈉鈣玻璃。以SiO2含量為主，還含有15%的Na2O和16%的 CaO，其成本低廉，易成型，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，其產(chǎn)量占實用玻璃的90%。可生產(chǎn)玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。

④鉛硅酸鹽玻璃。主要成分有 SiO2 和 PbO ，具有獨特的高折射率和高體積電阻，與金屬有良好的浸潤性，可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質玻璃器皿、火石光學玻璃等。含有大量 PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。

⑤鋁硅酸鹽玻璃。以 SiO2和Al2O3為主要成分，軟化變形溫度高，用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等。

⑥硼硅酸鹽玻璃。以 SiO2和B2O3 為主要成分，具有良好的耐熱性和化學穩(wěn)定性，用以制造烹飪器具、實驗室儀器、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以 B2O3為主要成分，熔融溫度低，可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低，是一種新型光學玻璃。磷酸鹽玻璃以 P2O5為主要成分，折射率低、色散低，用于光學儀器中。