简答题

影响玻璃强度的主要因素。

正确答案

1.温度。玻璃的使用温度范围较广,温度对玻璃强度影响的机理目前还未探明。根据一200~+500℃范围内的测试,强度最低点位于200℃左右。看来,最初随着温度的升高,热起伏现象有了增加,使缺陷处积聚了更多的应变能,增加破裂的几率。当高于200℃时,强度的递升可归因于裂口的纯化,从而缓和了应力的集中。
对于玻璃纤维,因表面积大,当使用温度较高时,可引起表面微裂纹的增加和析晶。因此,不同组成的玻璃纤维的强度和温度的关系有明显的区别。
2.组成不同组成的玻璃,其结构间的键力也不相同,如桥氧离手与非桥氧离子的键强不相同,碱金属离子与碱土金属离子也不一样。石英玻璃的强度最高,含有R2+离子的次之,最低的是含有大量R+离子的玻璃。一般玻璃随组成的变化,其强度在3.5—9公斤/毫米2间波动。CaO,BaO、B2O3(15%以下)、Al2O3,对强度影响较大,MgO、ZnO,Fe2O3等影响不大。
3.尺寸、表面及周用介质。玻璃表面具有大量的微裂纹,因此用HF酸处理玻璃表面能恢复和提高玻璃的强度。用HF酸处理玻璃表面9分钟后,其强度又恢复到原始状态。这说明玻璃表面具有一定深度的微裂纹层,据测定,微裂纹层的厚度在100微米左右。
随着玻璃几何尺寸的减小,试样表面和内部的缺陷生斌的几率也随之减小,因而强度提高,特别是玻璃纤维,当直径小于8~10微米时,其抗张强度可达200~300公斤/毫米2。必须指出,磨光玻璃虽有平整的表面,但表面被磨料擦伤,造成不同深度的微裂纹,因此强度是下降的。

答案解析

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