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《包装材料》第4章;基本内容;基本内容;基本内容;基本内容;基本内容;§1 概述;1.2玻璃的定义及分类 定义：两种含义，一是作为一种材料和制品；二是指物质的一种物理化学状态。 ASTM（美国材料试验学会）定义为：玻璃是熔融体冷却为固体时，不结晶的无机产物。 前苏联定义为：由过冷熔体制得的无定型物体，不论其化学成分如何，冷凝范围多大，统称为玻璃。 我国：介于晶态和液态之间的一种特殊状态，由熔融体过冷而得，其内能和构形熵高于相应的晶态，其结构为短程有序长程无序。;组成及分类： 根据组分：元素玻璃、氧化物玻璃、卤化物玻璃、硫属玻璃，工业生产的主要是氧化物玻璃。 根据玻璃的形成体氧化物不同：硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃。由两种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃，则以其含量多少来命名。 玻璃形成体氧化物： 改变体氧化物： 中间体氧化物： ;1.3玻璃包装材料的通性及发展趋向 通性： 玻璃的化学稳定性好，不会与被包装的商品产生化学反应。 玻璃的阻隔性、卫生性与保存性好。 一般不会变形。 容易用盖密封，开封后仍可再度紧封。 可制成各种各样的容器，可着各种颜色。 原料丰富，价格低廉，可重复使用。 缺点是：抗冲击强度不高，容易破碎和密度大增加了玻璃包装的运输费用，不能承受表面与内部之间的温度的急剧变化，玻璃生产时，耗能较大。 发展：高强度轻量玻璃。;§2 玻璃的结构;2.2玻璃的结构 1.石英晶体与石英玻璃的结构 石英是由二氧化硅组成的，它以两种结构状态，晶体与玻璃存在于自然界。石英晶体与石英玻璃的基本单元都是硅氧四面体结构，形成3度空间发展的网状结构，二氧化硅又叫网络形成体氧化物。石英和石英玻璃从结构上看分别复合晶体和玻璃体的特点。 ;2.钠钙玻璃结构 钠钙玻璃可以看成是向石英玻璃的网络中引入氧化钠和氧化钙等氧化物而形成的。由于引入的氧化物改变了石英玻璃的单一化学组成和硅氧比例，使原来的硅氧四面体网络断裂。一、二价金属氧化物又叫做网络外体氧化物或改变体氧化物。引起石英玻璃的形质的改变，如降低熔制温度和黏度，降低硬度和强度??降低化学稳定性，增大了热膨胀系数，从而导致热冲击性能下降。;3.硼硅酸盐玻璃 硼硅酸盐玻璃：石英玻璃中引入大量的三氧化二硼的玻璃。 玻璃的结构与性质取决于氧化钙和氧化硼的比例，氧化硼有两种结构：三角形平面结构和四面体结构。;4.普通玻璃结构 普通玻璃的组成除含有氧化钙、氧化钠和二氧化硅以外还含有少量的氧化铝和氧化镁。氧化铝的引入与氧化硼的引入类似，氧化镁的作用是调节玻璃的料性。;§3 玻璃的物理性质;3.1密度 玻璃密度指单位体积玻璃的质量，国际单位为kg／m3，常采用g/cm 3为单位。它是表征玻璃结构的一个重要标志。 ;;3.2力学性能 1. 玻璃的强度：玻璃的强度一般指其耐压强度和抗张、抗折、抗弯、抗冲击强度等。由于玻璃脆性大、在工程实际中，玻璃的断裂强度十分重要。玻璃的断裂多发生在弹性极限内，塑性变形很小，故形成断裂面所需能量比金属和高分子材料小得多。玻璃的断裂强度一般以作用于断裂点的张应力值来表示。 影响玻璃强度的主要因素 表面状况 温度 周围介质 玻璃的静态疲劳;2.玻璃的弹性 玻璃的弹性参数主要有弹性模量E、剪切模量G、泊松比μ和体积压缩模量K，这些参数中，只有E和μ是独上的，其余参数可用E 、μ表示： ;3.玻璃的硬度 玻璃的硬度指玻璃抵抗其他物体浸入的能力。它主要取决于其组分与结构。在硅酸盐玻璃中，以石英玻璃硬度最高，为(67～120)×108Pa，面铅玻璃硬度较低。玻璃硬度还与温度与热历史有关。温度升高时硬度下降。淬火玻璃，由于结构较疏松，硬度也较低。 ;4.玻璃的脆性 玻璃的脆性指玻璃受外力作用时，不产生明显的塑性变形面破坏的特性。玻璃是典型的高脆性材料，它没有屈服延升阶段，在受到冲击时，内部质点还未做出适应性变位以使应力松弛就相互分裂了。玻璃脆性的大小由玻璃的抗冲击强度来表示，抗冲击强度越大，脆性越小。淬火玻璃的抗冲击强度可以比退火玻璃大5～7倍，故其脆性也大大降低。 ;3.3玻璃的黏度 玻璃粘度指玻璃液中两双层间的内摩擦力，是阻抗液体流动的量度，用η表示，国际单位为Pa·s 。玻璃粘度是玻璃的重要性能之一，决定着玻璃的熔制、成形、加工与退火等工艺规程。 影响玻璃粘度的主要因素是温度和化学组成。 ;玻璃黏度与温度的关系;玻璃黏度的特征温度;;3.4玻璃的热性质 1.玻璃的比热容 玻璃的比热容是指加热1g玻璃使其温度升高1℃所需的热量。在一定温度范围内的比热容称平均比热容。比热容的国际单位为J／(kg·K)。玻璃比热容随温度升高面增大。 ;; 一般玻璃的密度愈大，比热容愈小，它们的积近似为常数。 ;2.玻璃的热膨胀 玻璃的热膨胀是玻璃的重要性能之一，对玻璃成型、热加工、热稳定性都具有