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一、名词解释（考10个，共20分）1特种玻璃：把二氧化硅含量在85%以上或55%以下的硅酸盐玻璃，非硅酸盐氧化物玻璃，以及非氧化物玻璃等称作特种玻璃。2微晶玻璃：将加有成核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃，在一定温度下热处理后，就变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，称之为微晶玻璃。3新型玻璃：是指新近发展起来的，具有新功能、新用途，或采用精制的、高纯的或新型的原料，或采用新的工艺（如气相法、液相法等），严格控制制作过程所得到的玻璃。4遮阳系数：指太阳能通过某一种玻璃进入室内的能量与通过相同面积厚度为3mm的普通无色玻璃能量之比。5法拉第效应：法拉第效应就是平行于磁场方向射入的直线偏振光，在通过磁场中的透明物质时偏振面产生旋转的现象。6声光偏转效应：声光偏转是利用超声波的频率变化引起介质折射率变化而便光偏转的现象。7阳光控制镀膜玻璃:对波长范围350-1800nm的太阳光具有一定控制作用的镀膜玻璃。8低辐射镀膜玻璃:又称低辐射玻璃、Low-E玻璃，是一种对波长范围4.5-25um的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。9泡沫玻璃：又称多孔玻璃，它是一种含有无数封闭气泡，泡径1-3mm，气孔率≥90%，隔热材料。气泡中充满空气或其它气体，这些气泡被相当薄的玻璃壁相互隔离，泡径一般为1-3mm左右，各自成为独立的球状体。10低熔封接玻璃：是特指使用时封接温度低于580℃，所谓“封接”包括气密性密封和焊接两个作用，其中气密性密封是对真空器件而言的。（关键点错一处扣1分，最少得0分）11机械功能玻璃：是指具有高弹性模量或具有高韧性的玻璃或玻璃复合材料。二、填空（考26个空，共26分）1、微晶泡沫玻璃由玻璃相、晶体和气孔三部分组成。2、制备泡沫玻璃的常用发泡剂有碳黑、碳化硅、碳酸钙等。（正确写出三种即可得分）3、低熔封接玻璃最主要的性能是封接温度和热膨胀系数。4微晶玻璃的性质主要由析出晶体的种类、晶粒的大小、晶相的多少、残存玻璃相的种类、残存玻璃相的数量所决定。5、衡量低辐射玻璃特性的主要指标有:辐射率、可见光透射比、遮阳系数、传热系数、膜层的耐磨性、膜层的耐酸碱性。其他指标还包括可见光反射比、太阳能透射比、太阳能反射比、紫外线透射比、颜色均匀性、太阳热获得系数等。（正确写出五项即可得分）6、氧氮化物玻璃：是指硅酸盐玻璃中的氧原子被部分地由氮原子取代，这种玻璃与原来的硅酸盐玻璃相比其弹性模量、硬度、软化点等得到提高，而且玻璃的耐水、耐碱性也得到改善。7、玻璃强化的方法：物理、化学、液体、颗粒、自强化等。8、与化学生物医疗有关的玻璃品种有：抗菌玻璃、生物玻璃、玻璃肥料、放射性废弃物固化玻璃。（正确写出四种即可得分）9、传统的钠钙硅玻璃属于离子导电玻璃，硫属化合物玻璃属于电子导电玻璃，磷酸盐玻璃属于质子导电玻璃，最新发现的La-Ba-Cu-O系统微晶玻璃属于高温超导玻璃。10、上转换过程及其机理：上转换发光即一种反斯托克斯发光，是指发射光子的能量大于激发光子的能量，按发光过程和机理可以分为以下3种情况：（1）激发态吸收；（2）能量传递；（3）“光子雪崩”过程。11、泡沫玻璃在建筑中的应用有建筑屋面保温隔热材料、建筑外墙保温隔热材料、吸声材料、轻质混凝土骨料、轻质填充材料。12泡沫玻璃的发泡机理：由定量的碎玻璃、发泡剂、外加剂等，经过粉碎混合均匀形成配合料，然后放到特定的模具中，经过预热、熔融、发泡、退火等工艺制成的多孔微晶玻璃材料。三、简答（考5个，共30分）1、简述抗菌玻璃中抗菌金属离子的抗菌机理。抗菌金属离子接触细菌等微生物后阻碍微生物呼吸、电子迁移以及代谢，阻碍酵素作用及破坏蛋白质等，以达到抑菌灭菌的效果。（6分）金属离子的抗菌效果顺序为:Ag、Co、Ni、Al、Cu、Zn、Fe、Mn、Sn、Ba、Mg、Ca等。一般常用的为Ag、Zn、Cu的离子。2、常用的无铅低熔封接玻璃有哪些系统，写出三种以上，并写出各自的优缺点。无铅封接玻璃系统有:Bi2O3-B2O3-SiO2系、ZnO-B2O3-SiO2系、钒酸盐系、磷酸盐系等。（写出一种给1分，写出三种给4分）Bi2O3-B2O3-SiO2系中锡同样对环境具有很强的污染（2分），ZnO-B2O3-SiO2系必须加入Bi、Cd等对环境和人体同样有很大的危害的物质以降低熔点（2分），钒酸盐玻璃为层状结构，易吸收水分，从而在烧结体系中易形成气泡，同时存在热膨胀系数匹配及成本问题（2分）；磷酸盐体系熔化温度和封接温度低，但是膨胀系数大，常引入其它添加剂来提高其化学性能。且一般情况下，磷酸盐玻璃的化学稳定性较差（2分）。（写出三种系统的对比即可给6分）2、（必考）对人体硬组织修复的玻璃材料，有哪些性能要求？A.生物学性质：①不显示毒性、对其他组织的刺激性、不引发癌变等有害作用；②与相连接的骨组织有很强的化结合；③与周围软组织有良好的相容性。B.力学性质：①长时间保持与人骨相同或更高的机械强度；②具有与人骨接近的弹性模量；③关节部位的材料摩擦系数及磨耗速度小。C.制造及使用的性质：①即使复杂的形状也容易成形及加工；②在高压灭菌器中(120℃,30min)的灭菌处理中也不会变质。3、（必考）结合对防护玻璃的性能要求，简要说明对玻璃制备工程师的要求和职业道德规范。防护玻璃的性能：1）有高度的透明性:要求无色透明，无气泡、条纹和结石等缺陷；2）要求有高的铅当量:铅当量是单位厚度的玻璃所具有的吸收γ-射线的能力，用等效铅板厚度表示，这是防护性能的量度，组成玻璃中元素的原子量愈大，铅当量也愈大；3）对γ-射线要有足够的稳定性:否则在γ-射线的作用下，因结构破坏而着色，甚至失透。制备防护玻璃的过程，是一个多工种、多学科的复杂工艺过程。玻璃制备工程师需要掌握多门技术、各学科领域的知识，并能根据玻璃的性能要求，规范制备玻璃时的高温操作规程及注重自身防护。自己的看法：4、试说明整体稀土长余辉发光玻璃和局部长余辉发光玻璃的异同。发光玻璃按其制备工艺的不同可分为整体发光玻璃和局部发光玻璃两类。整体发光玻璃是将配合料在高温下熔制，经微晶化处理形成具有缺陷能级的晶体结构，在可见光、日光、灯光照射后终有长余辉发光特性。（1分）发光现象是由于掺杂引起缺陷能级而产生，在激发阶段，微晶玻璃中的晶体缺陷能级捕获空穴或电子；当激发停止后，这此电子或空穴由热运动而缓馒释放，将能量传递到发光中心，从而产生长余辉现象。（1分）局部发光玻璃是将玻璃材料与蓄光型发光材料通过机械方法结合的一种玻璃，发光材料不均匀地分布在基质玻璃中，可以吸收太阳光或可见光的能量。（1分）它的发光源于发光材料的发光。整体发光玻璃相对来说性能更佳，但工艺复杂（1分），局部发光玻璃工艺简单，与工艺结合较好，容易实现产业化。（1分）5、什么是上转换材料，试写出三种你了解的上转换玻璃基质材料。光致发光材料中，先吸收长波然后辐射出短波的材料称为上转换材料。（3分）常见的上转换玻璃基质材料有：卤化物玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃、稀土磷酸盐玻璃等。（写出三种给3分）6、低熔封接玻璃在使用过程中，对封接玻璃的性能有哪些要求？1.软化温度要低，尤其是封接温度必须低于被封电子元件所能承受的温度。（1分）2.低熔封接玻璃的热膨胀系数应与被封接材料的热膨胀系数相对应，在封接温度以下范围相匹配。（1分）3.低熔封接玻璃在熔融状态下，必须对被封接的材质有良好的润湿性。（1分）4.熔化温度下要有一定的流动性。（1分）5.低熔封接玻璃应具有较好的工艺稳定性和化学稳定性。（1分）6.要有较好的电绝缘性能。（1分）7、为什么微晶玻璃的强度比其母体玻璃的强度高？a.原因在于析出晶体硬度高，而且比同类组成的玻璃强度高，由此，微晶玻璃要比玻璃难以破裂；（3分）b.玻璃中析出晶体后，应力的传递不能走直线路径，而必须绕过结晶颗粒而迂回前进，从而使裂纹的发展路径变长，这一过程中往往会被吸收，使材料的断裂韧性提高。（3分）8、画出二步法制备泡沫玻璃的工艺流程。图中包括以下关键步骤：原料的选择及处理→添加剂的选择和混合→配合料入模→入炉烧制工艺→脱模→制品的退火→切割尺寸。（包含以上步骤即可得满分，少一项扣1分，顺序错误扣2分，本题最少得0分）四、论述（考3个，共24分）1、论述：特种玻璃与传统玻璃的区别（必考）1.成分变化（2分，意思正确即可得2分）（1）从纯硅酸盐玻璃发展至硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐、钡酸盐和碲酸盐等非硅酸盐；（2）从纯氧化物玻璃发展至卤化物、硫族化物和合金化合物等非氧化物玻璃；（3）从纯无机化合物玻璃发展至ORMOSIL复合玻璃，最近还通过加入丙烯酸脂类化合物形成新的有机—无机玻璃；（4）从成分单纯的Na2O-CaO-SiO2系统发展至元素周期表中大部分元素为成分的形形式式的特种玻璃。2.形状变化（2分）从板状块体发展至薄膜和纤维。即从三维到二维和一维。若把近日研究的玻璃量子点效应也包括进去，那么特种玻璃材料已经进入零维范畴的研究。3.玻璃态变化（2分）玻璃向特种玻璃的过渡中除成分改变的途径外，还发展了从均一的玻璃态→多种不互溶的玻璃态→玻璃与可控大小晶态或气态共存的新型玻璃。4.玻璃的功能变化（2分）玻璃已从单纯的透光材料和包装材料发展为具有光、电、磁和声等特性的材料。普通玻璃向特种玻璃的过渡可视为材料向元件再向器件的过渡。5.制备工艺变化（2分）传统方法：坩锅窑、池窑工艺。特种玻璃:多层坩锅熔炼、高频熔炼以及CVD、MOCVD等气相沉积工艺；双辊急冷、溅射以及溶胶—凝胶等多种制备工艺。另外，由于生体玻璃的研究成功，玻璃已从一种无生命的材料发展成为有机体的修补或替换材料。在特定条件下可对生体器官如骨骼、牙齿等有机体进行修补或替换。2、对牙冠修复材料的性能要求有哪些？A.生物相容性好，无毒、不引发癌症，不产生变异。在口腔中长期使用时微量溶出成分不得对人体有害；B.具有耐咬合力的强度：一般人的咬合力与人的体重相当。一般牙冠形状复杂，施加应力方向部位也各不相同，因此难以明确给出材料的强度要求，但超过天然齿的要求是不为过的。C.其他物理性质与天然齿等同:硬度、磨耗性等如与天然齿不一致时会导致修复牙冠或天然齿的异常磨耗。膨胀系数不一致时遇冷热不同的食物（0~70℃）时使牙根等支撑材料与牙冠的结合力下降而脱落；D.审美性好：这是要求高而必须做到的，其目标是与相邻齿不能有明显的区别。E.口腔中长期使用不发生变化:长期使用中，口腔中pH值变化，咬合食物的温度变化，细菌的侵蚀等。在这样环境中上述a~d的四点特性必须长时期保持；F.可以高精度成形:齿冠的形状分为内外两面的形状，其外面的形状应与之啮合齿的形状相配合。而内面形状应与支撑齿或人工齿根的形状相配合，否则会出现过小装不进，过大粘接剂层过厚，容易出现粘接剂溶出脱落，甚至于造成二次龋齿的问题。3、微晶玻璃与陶瓷在结构、性能及生产方法等方面有哪些不同之处？结构：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料（2分）；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。（2分）性能：微晶玻璃的气孔率低，不吸水强度高，韧性好。（意思接近，回答全面，即可得3分）生产方法：微晶玻璃是以玻璃制造方法，成型后经过热处理得到，也可以通过像制备陶瓷的方法通过粉末烧结而制备。（意思接近，回答全面，即可得3分）4、泡沫玻璃的性能、分类及应用。性能：1.不吸湿、不因长年使用降低隔热保冷效果；2.良好隔热性能，不燃烧，-270~500℃使用；3.具有良好的吸声性能；4.机械强度高，且易于加工、切割或粘拼成各种形状的制品；5.不风化、不老化、无放射性和腐蚀性；6.不受鼠啮虫咬和微生物腐蚀；7.具有良好的化学稳定性（氢氟酸例外）。分类：按用途分类：隔热泡沫玻璃和吸声泡沫玻璃。按基础原料分类：普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔窑泡沫玻璃。按结构性能分类：隔热保温型、保冷型、吸声型、装饰型、粒状填充料。按国外市场分类：绝热保温型、吸音消音型、建筑装饰型。应用:泡沫玻璃是化工、冷藏、制药、