1.密度
玻璃的密度与其化学组成有关,不同种类的玻璃密度并不相同,含有重金属离子时密度较大,如含大量PbO的玻璃的密度可达6.59g/cm3,普通玻璃的密度为2.5~2.69g/cm3。其孔隙率P≈0,故认为玻璃是绝对密实的材料。
2.光学性质
玻璃具有优良的光学性质,广泛用于建筑物的采光、装饰及光学仪器和日用器皿。
当光线射入玻璃时,表现有反射、吸收和透射三种性质。光线透过玻璃的性质称为透射,以透光率表示。光线被玻璃阻挡,按一定角度反射出来称为反射,以反射率表示。光线透过玻璃后,一部分光能量损失,称为吸收,以吸收率表示。玻璃的反射率、吸收率、透光率之和等于入射光的强度,为100%。玻璃的用途不同,要求这三项光学性质所占的百分比也不同。
玻璃用于采光、照明时要求透光率高,如3mm厚的普通平板玻璃的透光率不小于85%。玻璃对光线的吸收能力随玻璃的化学组成和表现颜色而异。无色玻璃可透过可见光线,而对其他波长的红外线和紫外线有吸收作用;各种着色玻璃能透过同色光线,而吸收其他色相的光线。石英玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃都具有很强的透光性;钠、钾玻璃能透过红外线;铅、铋玻璃对X射线和γ射线有较强的吸收功能。彩色玻璃、热反射玻璃的透光率较低,有的可低至19%。
玻璃的透射性质是其重要的属性。
3.热物理性能
(1)导热性。玻璃的导热性很小,在常温时其传热系数仅为铜的1/400,但随着温度的升高将增大(尤其在700℃以上时)。另外,导热性还受玻璃的颜色和化学成分的影响。
(2)热膨胀性。玻璃的热膨胀性能比较明显。其热膨胀系数的大小,取决于组成玻璃的化学成分及其纯度,玻璃的纯度越高,热膨胀系数越小。
(3)热稳定性。玻璃的热稳定性是指抵抗温度变化而不被破坏的能力。玻璃的导热性能差,当局部受热时,这些热量不能及时传递到整块玻璃上,玻璃受热部位产生膨胀,易使其内部产生应力;在温度较高的玻璃上,局部受冷也会使玻璃出现内应力,很容易使玻璃破裂。玻璃的破裂,主要是拉应力的作用造成的。玻璃具有热胀冷缩性,急热时受热部位膨胀,使表面产生压应力,而急冷时收缩,产生拉应力。玻璃的抗压强度远高于抗拉强度,故玻璃对急冷的稳定性比对急热的稳定性差。(www.xing528.com)
玻璃的热稳定性主要受热膨胀系数影响,玻璃的热膨胀系数越小,热稳定性越高。另外,制品的厚度、体积越大,热稳定性越差。
4.力学性能
玻璃的力学性质与其化学成分、制品结构和制造工艺有很大关系。另外,玻璃制品中如含有未熔夹杂物、结石、节瘤等瑕疵或具有细微裂纹,都会造成应力集中,从而降低其强度。
(1)抗压强度。玻璃的抗压强度较高,一般为600~1200MPa。其抗压强度值会随着化学成分的不同而变化。SiO2含量高的玻璃有较高的抗压强度,而钙、钠、钾等氧化物含量的增加是降低抗压强度的重要因素之一。
(2)抗拉、抗弯强度。玻璃的抗拉强度很小,一般为40~80MPa。因此,玻璃在冲击力的作用下极易破碎,是典型的脆性材料。其抗弯强度也取决于抗拉强度,通常为40~80MPa。
荷载作用时间的长短对玻璃的强度影响很小;但承受荷载后,制品表面会产生细微的裂纹,这些裂纹会降低承载能力,随着荷载时间的延长和制品宽度的增大,裂纹对强度的影响加大,使抵抗应力减小,最终导致破坏。用氢氟酸适当处理表面,能消除细微的裂纹,恢复其强度。
(3)其他力学性质。玻璃的弹性模量受温度的影响很大。在常温下,玻璃具有弹性,弹性模量非常接近其断裂强度,故性脆而易碎;但随着温度的升高,弹性模量会下降,直至出现塑性变形。常温下普通玻璃的弹性模量约为钢材的1/3,与铝相近。
玻璃的硬度也因其工艺、结构不同而不同,莫氏硬度一般为4~7。
5.化学性质
玻璃具有较高的化学稳定性,通常情况下对酸、碱、化学试剂或气体都具有较强的抵抗能力,能抵抗氢氟酸以外的各种酸类的侵蚀。但如果玻璃的组成成分中含有较多的易蚀物质,在长期受到侵蚀介质腐蚀的条件下,其化学稳定性会变差,将受到破坏。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。