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玻璃的特點有什麼特徵

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玻璃是由二氧化矽和其他化學物質熔融在一起形成的,在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化致使其結晶的矽酸鹽類非金屬材料。下面是本站小編給大家整理的玻璃的特點,希望能幫到大家!

玻璃的特點有什麼特徵
  玻璃的特點

短程有序,即在數個或數十個原子範圍內,原子有序排列,呈現晶體特徵;長程無序,即再增加原子數量後,便成為一種無序的排列狀態,其混亂程度類似於液體。在巨集觀上,玻璃又是一種固態的物質。

玻璃就是這樣一種物質。造成玻璃這種結構的原因是:玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快,而結晶速度又太慢。當溫度下降,結晶剛剛開始的時候,粘度就已經變得非常大,原子的移動被限制住,造成了這種結果。所以,玻璃態類似於固態的液體,物質中的原子永遠都是處於結晶的過程中。

因此,玻璃中的原子位置看似固定,但是原子間依然有作用力促使它具備重新排列的趨勢。並不是一個穩定的狀態,這和石蠟中的原子狀態不同。所以,同樣不是晶體,常溫下,石蠟完全是固體,而玻璃卻可以被看作是粘度極大的液體。

  玻璃的特性

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、熱膨脹係數、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。

無固定熔點

因為玻璃是混合物,非晶體,所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉變為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。

亞穩性

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,其能量介於熔融態和結晶態之間,屬於亞穩狀態。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。相反玻璃加熱變為熔體的過程也是漸變的。

  玻璃的發展歷史

世界最早的玻璃製造者為古埃及人。玻璃的出現與使用在人類的生活裡已有四千多年的歷史,從4000年前的美索不達米亞和古埃及的遺蹟裡,都曾有小玻璃珠的出土。

公元12世紀,出現了商品玻璃,並開始成為工業材料。18世紀,為適應制望遠鏡的需要,製出光學玻璃。1874年,比利時首先製出平板玻璃。1906年,美國製出平板玻璃引上機,此後,隨著玻璃生產的工業化和規模化,各種用途和各種效能的`玻璃相繼問世。現代,玻璃已成為日常生活、生產和科學技術領域的重要材料。

3000多年前,一艘歐洲腓尼基人的商船,滿載著晶體礦物“天然蘇打”,航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由於海水落潮,商船擱淺了,於是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋,搬來木柴,並用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架,在沙灘上做起飯來。

船員們吃完飯,潮水開始上漲了。他們正準備收拾一下登船繼續航行時,突然有人高喊:“大家快來看啊,鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發光的東西!”

船員們把這些閃爍光芒的東西,帶到船上仔細研究起來。他們發現,這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來,這些閃光的東西,是他們做飯時用來做鍋的支架的天然蘇打,在火焰的作用下,與沙灘上的石英砂發生化學反應而產生的物質,這就是最早的玻璃。後來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起,然後用一種特製的爐子熔化,製成玻璃球,使腓尼基人發了一筆大財。

大約在4世紀,古羅馬人開始把玻璃應用在門窗上,到1291年,義大利的玻璃製造技術已經非常發達。

就這樣,義大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產玻璃,他們在一生當中不準離開這座孤島。

1688年,一名叫納夫的人發明了製作大塊玻璃的工藝,從此,玻璃成了普通的物品。

玻璃:此為梵語音,非現在所謂之玻璃。又作頗黎,新譯作頗置迦、娑頗致迦、塞波致迦等,相當於此方之水精(晶)。

漢譯作水晶,有紫、白、紅、碧四色。

《玄應音義》曰:「頗黎,西國寶名也,此雲水玉,或雲白珠。」

《大論》雲:「此寶出山石窟中,過千年,冰化為頗黎珠。」

《慧苑音義》雲此寶:「形如水精,光瑩精妙於水精,有黃、碧、紫、白四色差別。

明代李時珍《本草綱目》:「玻璃,本作頗黎」。頗黎國名也。其瑩如水,其堅如玉,故名水玉。與水精同名。

幾百年來,人們一直認為玻璃是綠色的,是無法改變的。後來發現綠色來自原料中少量的鐵,二價鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以後,原來的二價鐵變成三價鐵顯黃色,而四價錳被還原成三價錳呈紫色。光學上,黃色和紫色在一定程度上可以互補,混合在一起成為白光,玻璃就不偏色了。不過若干年後,三價錳被空氣繼續氧化,黃色會逐漸增強,所以那些古老房屋的窗玻璃會略微帶點黃色。