玻璃密度與哪些因素有關(guān)系

【中玻網(wǎng)】玻璃密度：
　　
　　玻璃密度表示玻璃單位體積的質(zhì)量，與其摩爾體積成反比，所以它主要決定于構(gòu)成玻璃的原子的質(zhì)量，也與原子的堆積緊密程度、配位數(shù)有關(guān)，是表征玻璃結(jié)構(gòu)的一個標(biāo)志。
　　
　　玻璃密度的測量方法：
　　
　　目前測定玻璃密度的方法有比重瓶法、阿基米德法、懸浮法等。為了快速測定玻璃的密度，在工業(yè)上一般應(yīng)用懸浮法。這種方法是選擇兩種具有不同密度的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系試液(如p一溴代萘、四溴乙炔等)進(jìn)行配比，將玻璃樣品懸浮在混合試液上部，隨著溫度的變化，試液的密度作相應(yīng)的變化。當(dāng)試液的密度與玻璃試樣一致時，玻璃開始下沉，根據(jù)下沉速度和試液的溫度系數(shù)，就可測出玻璃的密度。這種方法簡易快速，已廣泛作為控制玻璃生產(chǎn)和玻璃組成恒定性的有效手段。
　　
　　玻璃密度與溫度關(guān)系：
　　
　　隨著溫度的升高，玻璃密度下降，而比容(即密度倒數(shù))就會相應(yīng)地增高。對于一般的工業(yè)玻璃，當(dāng)溫度從室溫升高至1300"C時，密度下降約6％～12％。在彈性變形范圍內(nèi)密度的下降與玻璃的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。
　　
　　玻璃密度與壓力的關(guān)系：
　　
　　玻璃承受高壓甚至非常高壓后，性質(zhì)和結(jié)構(gòu)都有變化，大部分玻璃在承受1GPa壓力后，具有完善的塑性，如果承受更高的壓力，例如10～20GPa，可能使玻璃密度改變。這是由于加高壓后中玻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的容積減少，使玻璃的密度加大。例如石英玻璃在承受20GPa壓力后密度可從2．229／cm3增至2．619／cm3，除去壓力后，此密度的增高可在室溫下好地保存下來，但加熱至幾百度，密度又逐漸趨向于降低，宜至回復(fù)到原來的密度值。
　　
　　密度變化的幅度與加壓的方法、玻璃的組成、壓力的大小和加壓的時間有關(guān)，在高壓下，不同的玻璃組成其密度有很大差別，對于這個問題正在進(jìn)行大量的研究。一般認(rèn)為，含網(wǎng)絡(luò)形成離子多的玻璃具有非常大的空隙，因而在加壓下密度增加非常大。但是含網(wǎng)絡(luò)外離子多的玻璃，由于它們已填充著網(wǎng)絡(luò)空隙，因此加壓下密度變化很小。從玻璃在不同壓力下的折射率變化可以看出密度的變化。一般說來，加壓時折射率增加，玻璃的密度也增加。
　　
　　玻璃密度與熱歷史的關(guān)系：
　　
　　在退火溫度范圍內(nèi)，玻璃的密度與退火溫度、保溫時間、降溫速度呈現(xiàn)比較復(fù)雜的關(guān)系，可以指出如下規(guī)律：
　　
　　(1)玻璃從高溫狀態(tài)冷卻時，淬火(急冷)玻璃比退火(緩冷)玻璃的密度低；
　　
　　(2)在一定退火溫度下，保溫一定時間后，玻璃的密度趨向平衡，而淬火玻璃處于非常大的不平衡狀態(tài)；
　　
　　(3)冷卻速度愈快，偏離平衡密度的溫度愈高，其瓦溫度也愈高。
　　
　　在生產(chǎn)上，一個玻璃制品由于冷卻速度不同，可在密度上明顯地反映出來。玻璃析晶是一個結(jié)構(gòu)有序化過程，因此玻璃在析晶后密度是增加的。玻璃晶化(包括微晶化)后密度的大小主要決定于析出晶相類型。
　　
　　例如在LizO—A1203-SiOz系玻璃中，在500℃前處理，由于未發(fā)生晶化，其密度值不變；在530～700℃處理5～24h，由于玻璃中析出偏硅酸鋰晶體，使密度值從2．3649／cm3增加到2．389／cm3；進(jìn)一步提高熱處理溫度到800"C，密度又升高到2．449／cm3，比基礎(chǔ)玻璃提高3．2％。這是在殘余玻璃相中生成盧一鋰霞石型的固熔體所致。所以根據(jù)各種熱處理?xiàng)l件下密度的變化，可以控制析出不同的晶相以制取具有不同物理性質(zhì)的微晶玻璃。
　　
　　玻璃密度是一個比較敏感的性質(zhì)，只要成分上發(fā)生微小的變化，密度就會立即反映出來，可以利用密度變化控制工藝生產(chǎn)。例如，砂子的含水量容易變化，如在3％～10％內(nèi)波動可導(dǎo)致玻璃密度產(chǎn)生100×10—4g/cm3。的變化。配料稱量不準(zhǔn)，料方計(jì)算錯誤，原料成分改變，錯用他種熟料，料倉存在漏洞，配合料在輸送過程中分層及其他意外因素等，都可能引起密度的變化。