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化学成分对玻璃强度的影响

固体物质的强度主要由各质点的键强及单位体积内键的数目决定。对不同化学组成的玻璃来说,其结构间的键

力及单位体积的键数是不同的,因此强度的大小也不同。 对硅酸盐玻璃来说,桥氧与非桥氧所形成的键,其强

度不同。石英玻璃中的氧离子全部为桥氧,Si—O键力很强,因此石英玻璃的强度最高。 就非桥氧来说,碱土

金属的键强比碱金属的键强要大,所以含大量碱金属离子的玻璃强度最低。单位体积内的键数也即结构网络的

疏密程度,结构网稀,强度就低。 在玻璃组成中加入少量Al2O3或引入适量B2O3(小于15%),会使结构网

络紧密,玻璃强度提高。此外CaO、BaO、PbO、ZnO等氧化物对强度提高的作用也较大,MgO、Fe2O3等对

抗张强度影响不大。 玻璃的抗张强度范围为:(34.3~83.3)×106Pa,各组成氧化物对玻璃抗张强度提高作用

顺序为: CaO> B2O3> Al2O3> PbO >K2O > Na2O>(MgO、Fe2O3) 各组成氧化物对玻璃抗压强度提高作

用顺序为: Al2O3>(SiO2、MgO、ZnO)B2O3> Fe2O3>(BaO、CaO、PbO)> Na2O > K2O (括弧中的

成分作用大致相同)


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