玻璃性質與工藝手冊

《玻璃性質與工藝手冊》是2014年1月1日化學工業出版社出版的圖書，作者是王承遇、陶瑛。

內容簡介

《玻璃性質與工藝手冊》以玻璃物理化學與工藝理論為主線，貫穿玻璃結構與性質及其研究方法，玻璃成分、原料、熔制、退火、成形和加工工藝，玻璃成分分析與物性檢測，玻璃工業環境污染與防治四大板塊。包括第一篇概論，分為玻璃發展歷程、玻璃本質與形成；第二篇玻璃製造與加工，分為成分、原料、原料處理、配合料製備、熔化、窯爐、窯爐耐火材料、成形、成形模具、玻璃缺陷、退火與淬火、退火爐與熱處理爐、熱加工、封接、研磨與拋光、切割、鑽孔、磨邊與磨刻、表面化學處理、鍍膜、污染防治、循環經濟與綠色生產；第三篇玻璃性質與檢測，分為分相與析晶、黏度和表面張力、密度、力學、熱學、光學、電磁學、化學與表面性質、高壓或微重力下的性質、著色和脫色、氧化還原、酸鹼概念、放射線與脈衝束輻照效應、離子注入、飛秒雷射作用、成品及原料化學分析、性能測試、研究方法、結構模型。根據科學發展觀，介紹國內外在資源有效利用、節能環保方面的新工藝新設備及我國玻璃工業準入條件、清潔生產評價指標體系。本書由高校、科研及產業19個單位40名專家編寫，其中一些為編寫者的科研成果，如玻璃與飛秒雷射作用、玻璃的脈衝束輻照效應、玻璃的離子注入等為其他手冊中很少涉及的。 本書可供建材、輕工、化工、電子、電光源等行業從事玻璃科研、生產、設計和套用的科技人員、管理人員閱讀，也可作為高等院校材料科學與工程、無機非金屬材料、建築材料、化學工程等專業師生的參考書。

《玻璃性質與工藝手冊》可供建材、輕工、化工、電子、電光源等行業從事玻璃科研、生產、設計和套用的科技人員、管理人員閱讀，也可作為高等院校材料科學與工程、無機非金屬材料、建築材料、化學工程等專業師生的參考書。

圖書目錄

第一篇概論
第1章玻璃的發展歷程/2
1.1玻璃的內涵與稱謂2
1.1.1玻璃的內涵與外延2
1.1.2玻璃稱謂的演變3
1.2玻璃的發展歷程3
1.2.1世界玻璃的發展歷程4
1.2.2中國玻璃的發展歷程10
1.2.3玻璃的發展趨向17
參考文獻19第2章玻璃的本質與形成/20
2.1玻璃的定義和通性20
2.1.1玻璃的定義20
2.1.2玻璃的通性21
2.2玻璃的形成22
2.2.1形成玻璃的物質22
2.2.2形成玻璃的方法23
2.2.3形成玻璃的條件28
2.3玻璃的結構31
2.3.1玻璃的結構理論31
2.3.2傳統玻璃的結構34
2.3.3重金屬氧化物玻璃的結構36
2.3.4微晶玻璃的結構37
參考文獻40第二篇玻璃製造與加工
第3章玻璃成分/42
3.1玻璃成分的表示方式42
3.1.1玻璃成分的表示方式42
3.1.2不同成分表示方式之間的換算44
3.2玻璃成分類型45
3.2.1玻璃成分的分類45
3.2.2氧化物玻璃成分47
3.2.3混合陰離子玻璃成分51
3.2.4非氧化物玻璃成分52
3.2.5離子鹽及水溶液玻璃成分55
3.2.6實用玻璃成分55
3.3玻璃成分設計68
3.3.1玻璃成分設計的重要性及其發展階段68
3.3.2玻璃成分設計的原則69
3.3.3玻璃成分的設計方法72
3.4玻璃成分的發展方向81
3.4.1最佳化傳統玻璃成分並進行標準化81
3.4.2按新工藝和設備的要求來研製新成分81
3.4.3探索新玻璃形成物和新的成分系統82
3.4.4研究有機—無機複合（雜化）、鍵合、嫁接的新玻璃成分，開拓玻璃新功能82
參考文獻83第4章玻璃原料/84
4.1主要原料84
4.1.1酸性氧化物原料84
4.1.2鹼金屬氧化物原料89
4.1.3鹼土金屬氧化物和其他二價金屬氧化物原料92
4.1.4引入四價金屬氧化物原料95
4.1.5天然含鹼原料與礦渣原料95
4.2輔助原料97
4.2.1澄清劑97
4.2.2著色劑99
4.2.3脫色劑101
4.2.4乳濁劑102
4.2.5助熔劑103
4.3選擇原料的原則103
4.4原料的氧化還原計算104
4.5常用玻璃原料轉化係數及主要技術指標107
參考文獻110第5章玻璃原料的加工與處理/111
5.1原料的精選111
5.1.1氧化矽類原料112
5.1.2碳酸鹽類原料113
5.1.3引入氧化鈉的原料114
5.1.4引入氧化鋁的原料114
5.1.5碎玻璃114
5.2原料的粉碎114
5.2.1破碎機械115
5.2.2粉磨機械115
5.3原料的篩分和粒度控制116
5.3.1原料的篩分116
5.3.2玻璃原料的粒度控制118
5.4原料的儲存119
5.4.1露天堆場119
5.4.2庫房119
5.4.3料倉120
5.5原料的輸送121
5.5.1皮帶運輸機121
5.5.2斗式提升機121
5.5.3氣力輸送設備121
5.6配料車間布置121
參考文獻122第6章配合料的製備/123
6.1配方計算123
6.1.1人工計算123
6.1.2線性方程組法127
6.1.3計算機編程計算法131
6.1.4線性規劃法132
6.2配合料的混合136
6.2.1配合料稱量136
6.2.2配合料的混合137
6.3配合料的輸送138
6.4配合料的質量控制139
6.4.1質量控制指標139
6.4.2檢驗方法139
6.5配合料的粒化和密實化139
參考文獻140第7章玻璃熔制/141
7.1熔制過程141
7.1.1矽酸鹽形成141
7.1.2玻璃形成145
7.1.3玻璃液的澄清147
7.1.4玻璃液的均化151
7.1.5玻璃液的冷卻152
7.2熔制制度154
7.2.1坩堝窯的熔制制度154
7.2.2池窯的熔制制度155
7.3先進熔制技術158
7.3.1減壓澄清158
7.3.2配合料窯外分解160
參考文獻161第8章玻璃熔化窯爐/163
8.1燃料與燃燒163
8.1.1燃料的種類及特性163
8.1.2燃料的組成與熱值164
8.1.3燃料的燃燒166
8.1.4玻璃熔化能耗167
8.1.5燃燒產物中的有害成分167
8.2玻璃熔窯概況169
8.2.1玻璃熔窯的分類169
8.2.2各種熔窯的結構特點170
8.3坩堝窯174
8.3.1坩堝窯的分類174
8.3.2火焰窯的結構原理175
8.3.3火焰窯的結構176
8.3.4電熔坩堝窯179
8.3.5電坩堝窯180
8.4連續式池窯181
8.4.1熔制部分181
8.4.2熱源供給部分194
8.4.3餘熱回收部分196
8.4.4排煙供氣部分196
8.4.5浮法玻璃熔窯199
8.5電熔窯202
8.5.1電熔窯的類型203
8.5.2電極204
8.5.3電熔窯的結構206
8.6新型熔窯208
8.6.1混合加熱熔窯208
8.6.2二次流液洞熔窯209
8.6.3輔助電加熱熔窯210
8.6.4三通道蓄熱室熔窯212
8.6.5雙流液洞扁型窯214
8.6.6全氧燃燒熔窯215
8.6.7富氧燃燒、純氧（或富氧）助燃熔窯219
參考文獻221第9章玻璃窯爐耐火材料/222
9.1玻璃窯爐耐火材料的特性222
9.1.1化學組成222
9.1.2耐火材料的性能223
9.2玻璃窯爐用耐火材料234
9.2.1矽磚234
9.2.2黏土磚236
9.2.3高鋁質耐火製品237
9.2.4熔鑄AZS系製品240
9.2.5燒結AZS系製品242
9.2.6鋯英石製品243
9.2.7鎂鋁磚244
9.2.8鎂鉻磚244
9.2.9輕質耐火材料246
9.2.10不定形耐火材料248
9.3玻璃工業用耐火材料的選擇和套用251
9.3.1選用原則251
9.3.2耐火材料在玻璃窯爐中使用時的損壞情況252
9.3.3耐火材料的選用253
9.3.4隔熱耐火材料256
9.3.5延長耐火材料使用壽命的措施258
參考文獻258第10章玻璃成形/259
10.1成形原理與制度259
10.2成形方法262
10.2.1平板玻璃成形262
10.2.2容器（瓶罐、器皿）玻璃和
電視以及技術玻璃成形268
10.2.3玻璃管和安瓿及玻璃管件成形272
10.2.4玻璃細珠和玻璃球成形276
10.2.5玻璃纖維成形277
10.2.6其他成形方法279
10.3成形的供料283
10.3.1供料方法283
10.3.2影響控制和調整料滴質量以及形狀的因素284
10.3.3供料機簡介284
10.4成形設備286
10.4.1成形設備概況286
10.4.2玻璃瓶罐和器皿的成形機分類286
10.4.3成形機類型和規格287
參考文獻300第11章玻璃成形模具/301
11.1模具設計301
11.1.1吹制模與壓制模設計301
11.1.2行列式制瓶機模具設計基礎304
11.1.3制瓶機初型模設計310
11.1.4制瓶機成形模設計333
11.1.5玻璃模冷卻以及排氣
設計339
11.1.6模腔尺寸公差342
11.1.7模腔技術要求342
11.2模具製造343
11.2.1模具毛坯的熱加工343
11.2.2模具零件的機械加工工藝343
11.3模具材料345
11.3.1符合模具材料的條件345
11.3.2模具材料種類346
參考文獻348第12章玻璃缺陷/349
12.1概述349
12.2玻璃缺陷種類及成因349
12.2.1氣泡缺陷349
12.2.2結石缺陷356
12.2.3條紋和節瘤缺陷369
參考文獻374第13章玻璃的退火與淬火/376
13.1玻璃中的應力376
13.1.1暫時應力376
13.1.2永久應力377
13.2玻璃的退火原理與工藝377
13.2.1玻璃的退火原理377
13.2.2玻璃的退火制度378
13.2.3退火曲線的計算379
13.3玻璃的淬火原理與工藝382
13.3.1玻璃的淬火原理382
13.3.2淬火玻璃的特性分析384
13.3.3平板玻璃風冷淬火工藝385
13.3.4其他玻璃製品的風冷淬火390
13.3.5液冷淬火生產工藝391
13.3.6淬火玻璃的自爆391
參考文獻393第14章退火爐與熱處理爐/394
14.1退火爐394
14.1.1退火爐的分類394
14.1.2間歇式退火爐395
14.1.3半連續式退火爐397
14.1.4連續式退火爐398
14.1.5退火爐的計算405
14.2平板玻璃鋼化爐407
14.2.1平板玻璃鋼化爐的分類407
14.2.2水平鋼化爐408
14.2.3彎鋼化爐413
14.3熱彎爐414
14.3.1玻璃的熱彎原理414
14.3.2影響玻璃熱彎的因素414
14.3.3電熱式熱彎爐416
14.4烤花爐417
14.4.1烤花溫度制度417
14.4.2烤花爐418
參考文獻421第15章玻璃的熱加工/422
15.1玻璃製品的爆口、烘口和火拋光422
15.1.1玻璃製品的爆口422
15.1.2玻璃製品的烘口426
15.1.3玻璃製品的火拋光429
15.2火焰切割432
15.3玻璃的熱彎433
15.3.1熱彎玻璃的分類433
15.3.2玻璃的熱彎原理434
15.3.3熱彎玻璃的製備工藝436
15.3.4玻璃熱彎設備438
15.3.5熱彎過程存在的問題及解決方法440
15.4玻璃的熱熔442
15.4.1玻璃的熱熔工藝443
15.4.2玻璃的熱熔設備445
15.5玻璃燈工447
15.5.1燈工玻璃製品447
15.5.2燈工用火焰和噴燈448
參考文獻454第16章玻璃與其他材料封接/455
16.1玻璃與其他材料封接原理455
16.1.1玻璃與其他材料封接的基本原理456
16.1.2對封接件及其封接玻璃的性能要求457
16.1.3封接玻璃的分類及特點458
16.1.4封接玻璃組成的無鉛化462
16.1.5無鉛低熔封接玻璃的研究方向465
16.2玻璃與玻璃封接467
16.2.1玻璃與玻璃封接的方法467
16.2.2石英玻璃與石英玻璃的封接472
16.2.3玻璃與玻璃的封接應力473
16.3玻璃與金屬封接474
16.3.1封接件及其材料的技術要求474
16.3.2玻璃與金屬封接的條件483
16.3.3玻璃與金屬氣密熔封機理487
16.3.4玻璃與金屬的封接方法488
16.3.5玻璃與金屬的封接技術490
16.3.6玻璃與金屬基本封接工藝490
16.3.7影響玻璃與金屬封接質量的主要工藝因素494
16.4玻璃與陶瓷封接494
16.4.1玻璃與陶瓷封接方法495
16.4.2焊料玻璃的封接495
16.4.3玻璃焊料和透光多晶氧化鋁陶瓷的封接495
16.4.4氧氮玻璃和氮化矽陶瓷的封接496
參考文獻497第17章玻璃的研磨和拋光/498
17.1玻璃的研磨498
17.1.1玻璃的研磨原理498
17.1.2磨料501
17.1.3影響研磨的工藝因素506
17.2玻璃的拋光512
17.2.1玻璃拋光機理512
17.2.2拋光介質517
17.2.3影響拋光的工藝因素521
17.3超光滑和超精密拋光新方法525
17.3.1超光滑和超精密的玻璃表面525
17.3.2數控小拋光工具拋光技術525
17.3.3應力盤拋光技術526
17.3.4浴法拋光技術527
17.3.5浮法拋光技術528
17.3.6磁流變拋光技術529
17.3.7離子束拋光技術529
17.3.8電漿輔助拋光技術531
17.3.9電子束拋光技術532
17.3.10雷射拋光532
參考文獻534第18章玻璃的切割、鑽孔、磨邊、磨刻和噴砂/535
18.1玻璃的切割535
18.1.1玻璃的切割分類535
18.1.2切割工具535
18.1.3切割機械538
18.1.4雷射切割542
18.1.5高壓水射流（水刀）切割544
18.2玻璃的鑽孔545
18.2.1機械鑽孔545
18.2.2超音波鑽孔546
18.2.3電子束鑽孔機548
18.3玻璃的磨邊550
18.3.1玻璃磨邊的目的550
18.3.2玻璃磨邊類型550
18.3.3玻璃磨邊工藝550
18.3.4玻璃磨邊機械551
18.4玻璃的磨刻555
18.4.1玻璃的刻花556
18.4.2玻璃的雕刻562
18.4.3玻璃製品的自動磨刻563
18.4.4玻璃的雷射刻花565
18.4.5雷射內雕568
18.5玻璃噴砂570
18.5.1玻璃噴砂的類型570
18.5.2玻璃噴砂的工藝與設備571
參考文獻575第19章玻璃表面化學處理/576
19.1玻璃蒙砂576
19.1.1化學蒙砂的機理576
19.1.2玻璃蒙砂的表征578
19.1.3玻璃蒙砂工藝578
19.2玻璃蝕刻584
19.2.1玻璃蝕刻的機理584
19.2.2玻璃蝕刻的工藝584
19.3玻璃化學拋光588
19.3.1鉛晶質玻璃的化學拋光589
19.3.2鈉鈣玻璃的化學拋光590
19.4玻璃離子交換592
19.4.1互擴散係數592
19.4.2離子交換增強593
19.5玻璃表面脫鹼597
19.5.1用脫鹼法提高玻璃強度598
19.5.2用脫鹼法增加玻璃化學穩定性600
19.6玻璃表面的防霉602
19.6.1玻璃表面生物發霉603
19.6.2玻璃表面的防霉處理603
參考文獻610第20章玻璃表面鍍膜/612
20.1玻璃表面鍍膜方法612
20.1.1物理氣相沉積法612
20.1.2化學氣相沉積法618
20.1.3化學法623
20.2低輻射鍍膜玻璃629
20.2.1基本概念629
20.2.2分類630
20.2.3參數631
20.2.4製備方法632
20.2.5發展、現狀及其套用633
20.3陽光控制鍍膜玻璃634
20.3.1概念和機理634
20.3.2陽光控制膜分類635
20.3.3製備方法635
20.3.4參數635
20.3.5陽光控制膜發展現狀636
20.4自清潔膜636
20.4.1自清潔原理637
20.4.2自清潔玻璃的分類637
20.4.3製備方法637
20.4.4發展現狀638
20.5透明導電膜638
20.5.1基本概念638
20.5.2分類639
20.5.3製備方法642
20.5.4發展現狀及套用643
20.6著色膜644
20.6.1基本概念644
20.6.2分類644
20.6.3製備方法647
20.6.4套用648
參考文獻648第21章玻璃工業的污染和防治/650
21.1氣體的污染和防治650
21.1.1玻璃行業中主要氣體污染物的危害650
21.1.2污染的來源及現狀651
21.1.3治理的要求652
21.1.4減少污染的方法及現狀653
21.2煙氣煙塵、粉塵的污染和防治661
21.2.1污染的來源及現狀661
21.2.2治理的要求661
21.2.3減少污染的方法及現狀662
21.3噪聲的污染和防治667
21.3.1噪聲的來源與危害667
21.3.2噪聲的表征667
21.3.3噪聲的允許值668
21.3.4玻璃行業噪聲來源669
21.3.5噪聲的控制與防治670
21.4固體廢棄物的污染和防治670
21.4.1固體廢棄物的來源和危害670
21.4.2固體廢棄物污染的防治672
21.5廢水的污染和防治673
21.5.1玻璃行業廢水來源與污染物種類673
21.5.2玻璃行業污染物廢水排放標準要求674
21.5.3玻璃行業污染物治理措施675
參考文獻679第22章玻璃工業的循環經濟與綠色生產/681
22.1循環經濟的基礎及其重要性681
22.1.1循環經濟概念681
22.1.2循環經濟的基礎683
22.1.3我國發展循環經濟的重要性684
22.2平板玻璃行業的循環經濟686
22.2.1平板玻璃行業發展概況686
22.2.2平板玻璃行業循環經濟模式687
22.2.3平板玻璃行業資源節約與循環利用688
22.2.4平板玻璃行業的綠色生產與環境保護695
22.3日用玻璃行業的循環經濟700
22.3.1我國日用玻璃發展概況700
22.3.2日用玻璃行業循環經濟模式700
22.3.3日用玻璃行業的循環經濟具體措施701
22.3.4日用玻璃行業的綠色生產與環境保護705
參考文獻712第三篇玻璃的性質與檢測
第23章玻璃的分相與析晶/714
23.1分相機理714
23.1.1分相現象及產生的原因714
23.1.2分相現象研究的技術方法716
23.1.3分相機理718
23.2分相對性質的影響720
23.2.1分相對玻璃成核的影響720
23.2.2玻璃成分與分相的關係721
23.2.3分相對玻璃結構與性質的影響722
23.2.4分相的研究進展724
23.3析晶機理725
23.3.1析晶產生的原因725
23.3.2晶體的生長及長大理論725
23.3.3玻璃析晶的測定方法726
23.4影響析晶的因素728
23.4.1玻璃成分及結構728
23.4.2玻璃分相728
23.4.3製備工藝729
參考文獻729第24章玻璃的黏度和表面張力/731
24.1玻璃的黏度731
24.1.1黏度的定義及玻璃黏度的工藝意義731
24.1.2玻璃黏度的測定方法731
24.1.3玻璃黏度與溫度的關係732
24.1.4玻璃黏度與成分的關係736
24.2玻璃的黏彈性738
24.2.1黏彈性原理738
24.2.2玻璃黏彈性的測定方法738
24.2.3各種玻璃的黏彈性738
24.3玻璃的表面張力740
24.3.1表面張力的定義及其工藝意義740
24.3.2玻璃表面張力的測定方法741
24.3.3玻璃的表面張力與溫度的關係741
24.3.4玻璃的表面張力與成分的關係742
參考文獻743第25章玻璃的密度/744
25.1玻璃密度的定義與測定方法744
25.2玻璃密度與成分的關係745
25.2.1玻璃成分對密度的影響規律745
25.2.2玻璃密度的計算方法745
25.3熱處理引起的玻璃密度變化748
25.4玻璃在高壓下的緻密化748
參考文獻750第26章玻璃的力學性質/751
26.1玻璃的彈性751
26.1.1玻璃的彈性模量751
26.1.2玻璃彈性模量的測試方法752
26.2玻璃的硬度753
26.3玻璃的強度757
26.3.1玻璃的理論強度與實際強度757
26.3.2玻璃強度的評價方法758
26.4玻璃的斷裂韌性760
26.5玻璃的疲勞與亞臨界裂紋擴展760
26.6玻璃的抗衝擊性能763
26.7玻璃的表面接觸損傷評價763
26.8玻璃的抗熱震性能764
26.9玻璃強度的離散性和韋泊爾模數765
26.10玻璃的脆度和衝擊阻力766
26.11玻璃的蠕變和應力鬆弛768
26.12玻璃力學性質的線上測試和保證試驗768
26.13中空玻璃密封性的檢測方法769
26.14真空玻璃真空度線上檢測方法771
26.15鋼化玻璃自爆機理及風險預測774
26.15.1硫化鎳微粒引起鋼化玻璃自爆的機理774
26.15.2異質顆粒引起的鋼化玻璃自爆的機理775
26.15.3預測鋼化玻璃自爆風險的方法777
26.16玻璃幕牆可靠性評價與無損線上測試方法777
26.17玻璃表面薄膜力學性質表征與評價779
26.17.1膜層的硬度和彈性模量780
26.17.2複合硬度模型研究膜層材料的本徵硬度782
26.17.3膜基界面強度783
26.17.4膜層的殘餘應力785
26.17.5膜層的摩擦磨損性能786
參考文獻786第27章玻璃的熱學性質/789
27.1玻璃的熱容789
27.2玻璃的熱膨脹792
27.2.1熱膨脹係數及其測定792
27.2.2玻璃膨脹係數與溫度的關係794
27.2.3玻璃的熱膨脹曲線794
27.2.4玻璃的膨脹係數與化學組成的關係796
27.2.5玻璃膨脹係數的計算797
27.2.6膨脹係數與玻璃熱歷史的關係801
27.3玻璃的熱傳導802
27.3.1熱傳導與化學組成的關係802
27.3.2熱傳導與溫度的關係803
27.4玻璃的耐熱性804
27.4.1影響玻璃耐熱性的因素804
27.4.2玻璃耐熱性的測定806
參考文獻808第28章玻璃的光學性質/810
28.1玻璃對光的折射與散射810
28.1.1玻璃的折射810
28.1.2玻璃的散射824
28.2玻璃對光的透射與吸收827
28.2.1吸收和透過827
28.2.2光吸收的測量828
28.2.3紅外吸收和紫外吸收828
28.3玻璃的非線性光學效應831
28.3.1玻璃的非線性光學現象831
28.3.2玻璃的非線性折射率832
28.3.3玻璃非線性折射率的
測量832
28.3.4玻璃的非線性光學性質與組成834
參考文獻839第29章玻璃的著色和脫色/841
29.1著色玻璃的顏色表示方法841
29.1.1色度坐標和色坐標圖841
29.1.2光譜的透過和吸收841
29.2離子著色842
29.2.1離子著色理論842
29.2.2離子著色的著色劑843
29.2.3多種離子組合著色850
29.2.4離子著色玻璃的實用例子850
29.3金屬膠體著色854
29.3.1金屬膠體著色理論854
29.3.2金屬膠體著色的著色劑854
29.4半導體著色855
29.4.1半導體著色機理855
29.4.2半導體著色的著色劑857
29.4.3半導體著色玻璃的顯色859
29.5非金屬元素及化合物著色859
29.5.1著色機理859
29.5.2著色劑859
29.6輻照著色860
29.6.1曝光著色861
29.6.2輻射著色861
29.6.3光致變色861
29.7玻璃的脫色861
29.7.1化學脫色862
29.7.2物理脫色862
29.8著色玻璃的最新進展和實際套用862
29.8.1著色玻璃最近十年的新進展862
29.8.2著色離子在氟磷酸鹽玻璃中的著色863
29.8.3新型著色玻璃的實際套用865
參考文獻867第30章玻璃的發光/868
30.1玻璃的發光機理868
30.2過渡金屬離子發光868
30.2.1dn離子發光868
30.2.2s2離子發光869
30.2.3U6+離子發光870
30.3稀土離子發光870
30.3.1稀土的電子層結構870
30.3.2能級與躍遷872
30.3.3異常價態稀土離子的光譜特性876
30.3.4能量傳遞和濃度猝滅876
30.3.5稀土離子發光實例877
30.4玻璃的螢光880
30.4.1長餘輝發光玻璃880
30.4.2X射線發光玻璃882
30.4.3上轉換髮光玻璃884
30.4.4下轉換髮光885
30.4.5敏化發光887
30.4.6其他玻璃的螢光現象888
參考文獻889第31章玻璃的電學性質/891
31.1玻璃的電絕緣性891
31.1.1玻璃的電絕緣性與導電機理891
31.1.2玻璃電絕緣性的測定891
31.1.3玻璃的電阻率與化學組成的關係893
31.1.4玻璃的電導率與溫度的關係901
31.1.5玻璃電絕緣性的估算904
31.2玻璃的介電性906
31.2.1玻璃的介電常數906
31.2.2玻璃的介電損耗911
31.3玻璃的導電性918
31.3.1含多價過渡元素組成的玻璃919
31.3.2釩磷氧化物玻璃921
31.3.3硫屬玻璃924
參考文獻925第32章玻璃的磁學性質/927
32.1玻璃磁性的來源927
32.1.1電子自旋與磁性927
32.1.2自發磁化與磁性927
32.1.3磁疇與磁性928
32.2玻璃的磁化率與磁性分類928
32.2.1玻璃的磁化率928
32.2.2磁性分類928
32.3玻璃中的磁效應930
32.3.1微晶玻璃的磁滯生熱效應930
32.3.2玻璃的法拉第旋光效應933
32.3.3玻璃的電磁禁止效應937
32.4玻璃的穆斯堡爾效應938
32.4.1穆斯堡爾效應的概念938
32.4.2穆斯堡爾效應的套用938
32.4.3玻璃的穆斯堡爾效應941
參考文獻942第33章玻璃在高壓或微重力下的性質/944
33.1玻璃在高壓下的性質變化944
33.1.1玻璃結構的演變944
33.1.2玻璃的緻密化945
33.1.3玻璃的分相和析晶947
33.1.4玻璃的吸收和發光性能948
33.1.5玻璃的導電性能950
33.1.6玻璃中離子的還原950
33.1.7玻璃的力學性能改變951
33.1.8玻璃中氣體溶解度的
變化951
33.2玻璃在微重力下的性質952
33.2.1新型玻璃的熔制952
33.2.2玻璃的分相與析晶953
33.2.3玻璃表面的潤濕行為955
33.2.4玻璃複合材料955
33.2.5玻璃與氣體955
參考文獻955第34章玻璃的化學性質/959
34.1玻璃的侵蝕機理959
34.1.1玻璃的侵蝕類型959
34.1.2水對玻璃的侵蝕機理960
34.1.3酸對玻璃的侵蝕機理968
34.1.4鹼對玻璃的侵蝕機理969
34.2玻璃的化學穩定性969
34.2.1矽酸鹽玻璃的化學穩定性970
34.2.2鑭玻璃的化學穩定性974
34.2.3碲玻璃的化學穩定性975
34.2.4硫系化物玻璃的化學穩定性976
34.2.5氧氟化物玻璃的化學穩定性977
34.2.6硼矽酸鹽包層玻璃的化學穩定性980
34.3玻璃化學穩定性的測量982
34.3.1鈉鈣矽玻璃化學穩定性的測量982
34.3.2鑭玻璃化學穩定性的測量983
34.3.3碲玻璃化學穩定性的測量983
34.3.4氟化物玻璃化學穩定性的測量983
34.3.5多組分硼矽酸鹽玻璃化學穩定性測試984
34.3.6玻璃化學穩定性的近似估算984
34.4玻璃的風化985
34.4.1玻璃風化的機理986
34.4.2各種因素對玻璃風化的影響987
34.4.3玻璃風化的檢測方法992
34.4.4表面風化產物992
34.4.5防止玻璃發霉的方法994
參考文獻995第35章玻璃的表面性質/997
35.1玻璃表面的基本特性997
35.2玻璃表面的結構998
35.2.1新鮮玻璃表面結構998
35.2.2實際玻璃表面結構1002
35.3玻璃表面的化學組成1005
35.3.1平板玻璃的表面組成1005
35.3.2瓶罐玻璃的表面組成1009
35.3.3玻璃纖維與玻璃帶的表面組成1011
35.3.4鋁硼矽酸鹽玻璃管的表面組成1012
35.4玻璃的表面能1012
35.4.1液態和固態的表面能1012
35.4.2玻璃的表面能1013
35.5玻璃的表面形貌1015
35.5.1玻璃的表面不平整性1015
35.5.2玻璃表面形貌的表征1017

參考文獻1021第36章玻璃的氧化還原/1022

361玻璃中的氧化還原平衡1022

362影響玻璃中氧化還原平衡的

因素1023

3621玻璃熔體內氧的活性對

氧化還原平衡的影響1023

3622玻璃中氧離子的活性對

氧化還原平衡的影響1024

3623溫度和組成對玻璃中

氧化還原平衡的影響1025

3624玻璃中氧化還原離子的

活性對氧化還原平衡的

影響1025

3625氧分壓和玻璃酸鹼度對

氧化還原平衡的影響1026

363熔液中氧化還原平衡的直接

測定1027

364玻璃熔制過程的Redox數

控制1028

3641玻璃原料和配合料COD值

分析方法1028

3642配合料Redox數和玻璃Redox

數的計算方法1029

3643玻璃Redox數在生產中的

套用1030

參考文獻1031第37章玻璃中的酸鹼概念/1032

371玻璃中的酸鹼關係1032

372玻璃的光學鹼度1034

3721玻璃光學鹼度的概念1034

3722玻璃光學鹼度的理論

計算1034

3723光學鹼度與元素性質的

關係1035

373玻璃中氧離子的活性1037

3731氧的摩爾折射度1037

3732電動勢的測量1037

3733氣體的溶解度1038

參考文獻1040第38章玻璃的放射線輻照效應/1041

381γ射線輻射與玻璃的

作用（一）1041

3811光致吸收1041

3812光致化學反應1044

3813光致結構效應1047

382γ射線輻射與玻璃的

作用（二）1049

3821光學性能1050

3822熱性能和物理性能1052

3823化學穩定性1054

383β射線與玻璃的作用1056

3831結構變化1056

3832光學效應1060

3833化學穩定性1063

384X射線輻照效應1065

3841光致化學反應1066

3842光致吸收1068

3843熱釋光1069

3844光致析晶1071

3845光致發光成像1073

3846X射線光刻性能1074

參考文獻1075第39章玻璃的脈衝束輻照效應/1078

391雷射輻照與玻璃的作用1078

3911雷射損傷1078

3912雷射誘導性能的變化1081

3913雷射微結構加工1088

392中子束與玻璃的作用1092

3921吸收效應1092

3922光學性能1093

3923結構效應1096

3924電學性能1096

3925熱學性能1099

3926力學性能1101

393電子束輻照與玻璃的作用1102

3931電子束誘導微晶化1103

3932表面改性1105

3933電子束焊接1107

3934二階諧波發生效應1108

394質子輻照與玻璃的作用1110

3941結構損傷1111

3942發光效應1112

3943性能變化1115

參考文獻1118第40章玻璃的離子注入/1121

401離子注入的特點與分類1121

4011離子注入的特點1121

4012離子注入的分類1122

402離子注入的機理1122

4021注入離子的碰撞效應1123

4022注入離子的深度和濃度

分布1123

4023玻璃結構的變化和化合物

的生成1126

4024玻璃的分相與晶化1127

4025玻璃中納米簇的形成1129

403離子注入設備1130

4031離子注入機的分類1130

4032離子源與離子注入機的

結構1131

404離子注入對玻璃性能的影響1136

4041玻璃形貌1136

4042玻璃表面緻密與應力1136

4043對硬度的影響1139

4044對摺射率的影響1141

4045對光吸收的影響1141

4046對非線性光學性質的

影響1142

4047對導電性能的影響1144

4048對超導性能的影響1145

4049對磁性狀態的影響1147

40410對化學穩定性的影響1149

40411對玻璃風化的影響1149

40412對玻璃潤濕性的影響1153

參考文獻1155第41章玻璃與飛秒雷射作用/1156

411飛秒雷射及其特點1156

4111飛秒雷射簡介1156

4112飛秒雷射的原理1157

4113影響微結構變化的因素1159

412飛秒雷射誘導玻璃各種功能

微結構1160

4121利用誘導的色心的著色和

發光實現彩色圖像標記1161

4122誘導產生折射率的增加1161

4123微空洞結構1163

4124微裂紋的可控空間排列1163

4125活性離子的空間選擇性價態

操控1164

4126金屬納米粒子的空間選擇性

析出控制1165

4127玻璃中光功能晶體的可控

空間選擇性析出1166

4128飛秒雷射製備三維光子

晶體1167

4129飛秒雷射在玻璃表面誘導

二維結構1168

41210玻璃中誘導離子遷移

現象1170

41211玻璃中三維打孔1171

41212單光束飛秒雷射誘導的周期性納米孔洞點串結構1172

41213單光束飛秒雷射誘導的偏振依賴的納米光柵結構1173

參考文獻1176第42章玻璃物理化學性質的測定/1180

421玻璃工藝性能的測定1180

4211高溫黏度的測定

（旋轉法）1180

4212軟化溫度的測定

（自重伸長法）1180

4213退火點和應變點的測定1181

4214析晶溫度的測定1182

4215表面張力的測定1182

422玻璃力學性質的測定1183

4221密度的測定1183

4222抗彎強度的測定1185

4223抗張強度和抗壓強度的

測定1186

4224抗衝擊強度的測定1187

4225彈性模量、剪下模量和

泊松比的測定1188

4226硬度的測定1189

423玻璃光學性質的測定1191

4231折射率的測定1191

4232透過率的測定1192

4233反射率和散射率的測定1194

4234玻璃色度的測定1195

424玻璃熱學性質的測定1196

4241熱穩定性的測定1196

4242熱膨脹係數的測定1197

4243熱導率的測定（防護熱板法，

參考JC/T 675—1997）1200

4244比熱容的測定1200

425玻璃電學性質的測定1201

4251介電損耗和介電常數的

測定1201

4252電阻率和電導率的測定1201

4253直流擊穿強度的測定1203

426玻璃化學穩定性的測定1204

4261耐水性的測定1204

4262耐酸性的測定1205

4263耐鹼性的測定1206

427玻璃體均勻性的測定1207

4271應力的測定1207

4272條紋的測定1208

4273結石的測定1209

參考文獻1209第43章玻璃及玻璃原料化學組成的分析測定/1211

431概述1211

4311玻璃元素分析方法1211

4312試樣的處理1213

4313標準溶液的配製1214

432容量分析法1215

4321容量分析常用試劑1215

4322酸鹼滴定法測定氧化矽和

氧化硼1216

4323配位滴定法測定鋁、鈣、

鎂、鋅、鉛、鈦、鐵1217

4324氧化還原滴定法測定氧化亞

鐵（參考GB/T 1549—94）1219

433質量分析法1219

4331質量分析的計算1219

4332氧化矽的測定1219

4333硫酸鋇質量法測定氧化鋇

和三氧化硫1220

4334氧化鋯的測定（苦杏仁酸

質量法，參考GB 9000

15—88）1221

434比色分光光度法1221

4341基本原理和儀器1221

4342顯色條件1222

4343比色分析常用標準溶液1223

4344鐵、鈦、鋯、錳、砷、矽、

磷、氟、鈰、鉻、氯的

測定1224

435火焰分光光度法1229

4351基本原理和儀器1229

4352鹼金屬氧化物的測定(參考

GB 90009—88)1230

436原子吸收分光光度法1230

4361基本原理和儀器1230

4362基本分析方法(參考

GB 90001—88)1230

4363測定條件1231

4364標準溶液和試樣溶液（參考

GB 1347—88）1232

4365鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、

鋁、鈷、鎳、錳、鉛、鋅、

銻、銅、銀、鎘的測定1233

4366石墨爐原子吸收分光光度法

測定高純石英玻璃中微量

雜質元素1234

437離子選擇性電極法1235

4371基本原理和儀器1235

4372基本分析方法1236

4373氟、鉀、鈉、鋇、硼的

測定1237

438發射光譜分析法1238

4381電弧或火花發射光譜法1238

4382電感耦合電漿發射

光譜法1241

4383X射線螢光光譜法1241

439無機質譜分析法1242

4391基本原理和儀器1242

4392無機質譜的定性、定量

分析1242

4393高純石英玻璃中微量雜質

元素的測定1243

4310玻璃原料化學組成的分析1243

43101酸性氧化物原料的

分析1243

43102鹼金屬氧化物原料的

分析1245

43103鹼土金屬氧化物原料的

分析1246

43104澄清劑原料的分析1247

4311玻璃化學組成的分析1248

43111石英玻璃的分析（參考

GB/T 3284—93）1248

43112高矽氧玻璃的分析1248

43113鈉鈣矽玻璃的分析（參考

GB 1347—88）1249

43114鈉硼鋁矽玻璃的分析（參考

GB/T 1549—94）1249

43115鉛鋇鋅玻璃的分析1249

43116電子玻璃的分析1249

43117磷酸鹽玻璃的分析1249

參考文獻1251第44章玻璃結構研究方法/1253

441光電子能譜技術1253

4411X射線光電子能譜1253

4412俄歇能譜法1259

442光譜分析技術1266

4421紫外吸收光譜1266

4422紅外吸收光譜1272

4423拉曼散射光譜1278

4424擴展的X射線吸收精細

結構譜1286

443核物理技術1291

4431核磁共振譜1291

4432穆斯堡爾譜1299

4433電子自旋共振譜1305

4434正電子湮滅技術1310

444電子顯微鏡分析技術1316

4441透射電子顯微鏡1316

4442掃描電子顯微鏡1322

參考文獻1328第45章玻璃結構模型/1333

451經典玻璃結構模型1333

4511無規則網路結構模型1333

4512晶子結構模型1337

4513無規則網路與晶子結構

模型的發展1339

452其他玻璃結構模型1341

4521無序密堆球體模型1341

4522多面體無規堆積模型1342

4523無規線團模型1343

453玻璃結構的模型化技術1344

4531物理模型化技術1344

4532分子動力學模型化技術1344

454一些氧化物玻璃和硫系玻璃的

結構模型1349

4541二氧化矽玻璃1349

4542氧化硼玻璃1352

4543鹼矽酸鹽玻璃1354

4544鹼硼酸鹽玻璃1356

4545磷酸鹽玻璃1358

4546其他氧化物玻璃1360

4547硫系玻璃1361

455分子動力學模型化技術在玻璃

結構研究中的套用實例1363

4551矽酸鈣玻璃結構1363

4552鋰硼酸鹽玻璃結構1368

參考文獻1369

序言

玻璃是國民經濟相關部門、國防軍工、高科技產業和人民生活等諸多方面都不可或缺的重要材料。進入新世紀以來，在科學發展觀指導下，玻璃工業產業規模、結構調整、質量品種、節能減排和經濟效益取得巨大發展進步，科技創新和人才培養也碩果纍纍。這得益於我國改革開放政策的深入貫徹落實，得益於國民經濟長期穩定較快發展，得益於玻璃行業職工和科技人員的艱苦努力。也應該指出，一大批科技出版物的問世，對於推動玻璃業界的學術交流、信息傳播、科技普及、解疑釋惑等方面所發揮的作用是深遠的。
王承遇、陶瑛教授作為我的老學長，與我相識四十餘年。我在大連工作期間曾得到過他們在學識上的指點。他倆一生從事崇高的教育事業，教書育人之餘熱心編書立著。前幾年主編的《玻璃材料手冊》出版後，現又應讀者的要求組織了數十位老中青結合的專家學者隊伍，著手主編這部《玻璃性質與工藝手冊》。此手冊與玻璃工藝學各有側重，工藝手冊將實用性與前瞻性相融合，在收集了國內外大量資料的基礎上，結合作者科研生產實踐，既詳細闡述了傳統玻璃生產工藝，又介紹了若干科技前沿，如玻璃與飛秒雷射作用、高能束流對玻璃的改性、高壓微重力下玻璃的性質、玻璃結構的研究方法等；書中還列舉了平板玻璃、日用玻璃工業的生產準入條件、清潔生產評價指標體系和設計規範，填補了我國玻璃工具書在這方面的空白。我相信，本手冊的出版發行，對提高玻璃工作者的科學技術素質，加快技術創新步伐將發揮很有益的作用。
中國矽酸鹽學會理事長
2013年6月