1.玻璃表面張力的物理與工藝意義
玻璃表面張力指玻璃與另一相接觸的相分界面上（一般指空氣），在恒溫、恒容下增加一個(gè)單位表面時(shí)所做的功，單位為N/m和J/m2。硅酸鹽玻璃的表面張力為(200―380)*10-3N/m。玻璃的表面張力在玻璃的澄清、均化、成型、玻璃液與耐火材料相互作用等過(guò)程中起著重要的作用。
2.玻璃表面張力與組成及溫度的關(guān)系
各種氧化物對(duì)玻璃的表面張力有不同的影響，如Al2O3、La2O3、CaO、MgO、能提高表面張力。K2O、PbO、B2O3、Sb2O3等如加入量較大，則能大大降低表面張力。同時(shí)，Cr2O3、V2O3、Mo2O3、WO3用量不多時(shí)也能降低表面張力。
組成氧化物對(duì)玻璃熔體與空氣界面上表面張力的影響可分為三類。第"類組成氧化物對(duì)表面張力的影響關(guān)系，符合加和性法則.
第Ⅱ類和第Ⅲ類組成氧化物對(duì)熔體的表面張力的關(guān)系是組成的復(fù)合函數(shù)，不符合加和性法則。由于這些組成的吸附作用，表面層的組成與蔣體內(nèi)的組成是不同的。
氰化物如Na2SiF6、Na3AlF6，硫酸鹽如芒硝，氯化物如NaCl等都能顯著地降低玻璃的表面張力，因此，這些化合物的加入，均有利于玻璃的澄清和均化。
表面張力隨著溫度的升高而降低，二者幾乎成直線關(guān)系，實(shí)際上可認(rèn)為，當(dāng)溫度提高100℃時(shí)表面張力減少1%，然而在表面活性組分及一些游離的氧化物存在的情況下，表面張力能隨溫度升高而稍微增加。
3.玻璃的力學(xué)性能
3.1玻璃的理論強(qiáng)度和實(shí)際強(qiáng)度
一般用抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度等指標(biāo)表示玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。玻璃以其抗壓強(qiáng)度高、硬度高而得到廣泛應(yīng)用，也因其抗張強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度不高，脆性大而使其應(yīng)用受到一定的限制。
玻璃的理論強(qiáng)度按照Orowan假設(shè)計(jì)算為11.76GPa，表面無(wú)嚴(yán)重缺陷的玻璃纖維，其平均強(qiáng)度可達(dá)686MPa。玻璃的抗張強(qiáng)度一般在 34.3―83.3MPa之間，而抗壓強(qiáng)度一般在4.9――1.96GPa之間。但實(shí)際玻璃的抗折強(qiáng)度只有6.86MPa，比理論強(qiáng)度小2―3個(gè)數(shù)量級(jí)。這是由于實(shí)際玻璃中存在有微裂紋（尤其是表面微裂紋）和不均勻區(qū)（分相等）所致。
目前常采用的提高玻璃機(jī)械強(qiáng)度的方法主要有退火、鋼化、表面處理與涂層、微晶化、與其它材料制成復(fù)合材料等。這些方法能使玻璃的強(qiáng)度增加幾倍甚至十幾倍。
3.1.1玻璃強(qiáng)度與化學(xué)組成的關(guān)系。
不同化學(xué)組成的玻璃結(jié)構(gòu)間的鍵強(qiáng)也不同，從而影響玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。石英玻璃的強(qiáng)度最高。各種氧化物對(duì)玻璃抗張強(qiáng)度的提高作用順序是：CSO>B2O3>BaO>Al2O3>PbO>K2O>Na2O>(MgO、FC2O3)
各組成氧化物對(duì)玻璃抗壓強(qiáng)度提高作用的順序是:Al2O3>(MgO、SiO2、ZnO)> B2O3>Fe2O3>( B2O3、Cao、PbO)
3.1.2玻璃中的缺陷。
宏觀缺陷如固態(tài)夾雜物、氣態(tài)夾雜物、化學(xué)不均勻等，由于其化學(xué)組成與主體玻璃不一致而造成內(nèi)應(yīng)力。同時(shí)，一些微觀缺陷（如點(diǎn)缺陷、局部析晶、晶界等）常常在宏觀缺陷的地方集中，而導(dǎo)致玻璃產(chǎn)生微裂紋，嚴(yán)重影響玻璃的強(qiáng)度。
3.1.3溫度。
在不同的溫度下玻璃的強(qiáng)度不同，根據(jù)對(duì)-20℃―500℃范圍內(nèi)的測(cè)量結(jié)果可知，強(qiáng)度最低值位于200℃左右。
一般認(rèn)為，隨著溫度的升高，熱起伏現(xiàn)象增加，使缺陷處積聚了更多的應(yīng)變能，增加了破裂的幾率。當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，由于玻璃粘滯性流動(dòng)增加，使微裂紋的裂口鈍化，緩和了應(yīng)力作用，從而使玻璃強(qiáng)度增大。
3.1.4玻璃中的應(yīng)力。
玻璃中的殘余應(yīng)力，特別是分布不均勻的殘余應(yīng)力，使強(qiáng)度大為降低。然而，玻璃進(jìn)行鋼化后，表面存在壓應(yīng)力，內(nèi)部存在張應(yīng)力，而且是有規(guī)則的均勻分布，所以玻璃強(qiáng)度得以提高。
3.2玻璃的硬度
硬度是表示物體抵抗其他物體侵人的能力。硬度的表示方法甚多，有莫氏硬度、顯微硬度、研磨硬度和刻劃硬度，玻璃的莫氏硬度為5―7。玻璃的硬度決定于組成原子的半徑、電荷大小和堆積密度，網(wǎng)絡(luò)生成體離子使玻璃具有硬度，而網(wǎng)絡(luò)外體離子則使玻璃硬度降低。各種組成對(duì)玻璃硬度提高的作用大致為:SiO2〉SiO2（MgO、ZnO、 BaO）〉A(chǔ)l2O3> Fe2O3> K2O>Na2O> PbO,玻璃的硬度隨著溫度的升高而降低。
3.3玻璃的脆性
玻璃的脆性是指當(dāng)負(fù)荷超過(guò)玻璃的極限強(qiáng)度時(shí)立即破裂的特性。玻璃的脆性通常用它被破壞時(shí)所受到的沖擊強(qiáng)度來(lái)表示。沖擊強(qiáng)度的測(cè)定值與試樣厚度及樣品的熱歷史有關(guān)，淬火玻璃的沖擊強(qiáng)度較退火玻璃大5―7倍。
3.4玻璃的彈性
在近代技術(shù)中玻璃愈來(lái)愈廣泛地被用作結(jié)構(gòu)材料，因此對(duì)玻璃的彈性進(jìn)行研究也日益增長(zhǎng)。高空高速飛行需要具有一定剛度的高彈性模量材料，高功率激光通過(guò)玻璃介質(zhì)時(shí)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)壓縮和松弛會(huì)導(dǎo)致密度和折射率的變化等。彈性已成為玻璃的一項(xiàng)重要物理性質(zhì)。
4.玻璃的密度與密度計(jì)算
4.1玻璃的密度
玻璃的密度表示玻璃單位體積的質(zhì)量，主要決定于玻璃的化學(xué)組成、溫度和熱歷史，也與玻璃的原子堆積緊密程度、配位數(shù)有關(guān)，是表征 玻璃的密度與化學(xué)組成關(guān)系密切。玻璃組成不同密度相差很大。各種玻璃制品中，石英玻璃的密度最小，為2000kg/m3，普通鈉鈣硅玻璃為2500―2600kg/m3。而含有PbO、Bi2O3、Ta2O5、WO3的玻璃密度可達(dá)6000kg/m3。甚至某些防輻射玻璃的密度可高達(dá)8000kg/m3。
玻璃的密度隨溫度升高而下降。一般工業(yè)玻璃，當(dāng)溫度由20℃升高1300℃時(shí)，密度下降約為6%―12%，在彈性形變范圍內(nèi)，密度的下降與玻璃的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。
玻璃的熱歷史是指玻璃從高溫冷卻，通過(guò)Tf―Tn區(qū)域時(shí)的經(jīng)歷，包括在該區(qū)域停留時(shí)間和冷卻速度等具體情況在內(nèi)。熱歷史影響到固體玻璃結(jié)構(gòu)以及與結(jié)構(gòu)有關(guān)的許多性質(zhì)。其對(duì)玻璃密度影響為：
4.1.1玻璃從高溫狀態(tài)冷卻時(shí)，淬冷玻璃的密度比退火玻璃的小。
4.1.2在一定退火溫度下保溫一定時(shí)間后，玻璃密度趨向平衡。
4.1.3冷卻速度越快，偏離平衡密度越多，其Tg值也越高。所以，在生產(chǎn)上退火質(zhì)量的好壞可在密度上明顯地反映出來(lái)。
在玻璃生產(chǎn)中常出現(xiàn)事故，如配方計(jì)算錯(cuò)誤、配合料稱量差錯(cuò)、原料化學(xué)組成波動(dòng)等，這些均可引起玻璃密度的變化。因此，玻璃工廠常將測(cè)定密度作為控制玻璃生產(chǎn)的手段。
