2014年10月7日星期二

光學玻璃-玻璃通性


玻璃是一種無規則結構的非晶態固體玻璃研磨(從微觀上看,玻璃也是一種液體),其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列,而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣CNC玻璃保持特定的外形,不像液體那樣隨重力作用而流動。

各向同性

玻璃的分子排列是無規則的,其分子在空間中具有統計上的均勻性。在理想狀態下,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、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。

無固定熔點

玻璃由固體轉變爲液體是一定溫度區域(即軟化溫度範圍)內進行的,它與結晶物質不同,沒有固定的熔點。軟化溫度範圍Tg~T1,Tg爲轉變溫度,T1爲液相線溫度,對應的黏度分別爲1013。4 dPa•s光學玻璃、104~6dPa•s。

介穩性

玻璃態物質一般是由熔融體快速冷卻而得到,從熔融態向玻璃態轉變時,冷卻過程中黏度急劇增大,質點來不及做有規則排列而形成晶體,沒有釋出結晶潛熱,因此,玻璃態物質比結晶態物質含有較高的內能,其能量介于熔融態和結晶態之間,屬于亞穩狀態。從力學觀點看,玻璃是一種不穩定的高能狀態,比如存在低能量狀態轉化的趨勢,即有析晶傾向,所以,玻璃是一種亞穩態固體材料。

漸變性與可逆性

玻璃態物質從熔融態到固體狀態的過程是漸變的,其物理、化學性質的變化也是連續的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同,結玻璃加工晶過程必然出現新相,在結晶溫度點附近,許多性質會發生突變。而玻璃態物質從熔融狀態到固體狀態是在較寬溫度範圍內完成的,隨著溫度逐漸降低玻璃鑽孔,玻璃熔體黏度逐漸增大,最後形成固態玻璃,但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變爲熔體的過程也是漸變的。

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