搜索
包装材料学包装材料学包装材料学包装材料学（（（（北京印刷学院包装工程专业北京印刷学院包装工程专业北京印刷学院包装工程专业北京印刷学院包装工程专业））））第四篇玻璃陶瓷包装材料BIGC北印北印北印北印第四篇玻璃陶瓷包装材料第一章第一章第一章第一章玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能第二章第二章第二章第二章玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐第三章第三章第三章第三章陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷包装材料包装材料包装材料包装材料BIGC北印北印北印北印第一章第一章第一章第一章玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能玻璃的结构与性能1.1概述概述概述概述玻璃的组成及分类玻璃的组成及分类玻璃的组成及分类玻璃的组成及分类1.定义定义定义定义：：：：介于晶态和液态之间的一种特殊状态介于晶态和液态之间的一种特殊状态介于晶态和液态之间的一种特殊状态介于晶态和液态之间的一种特殊状态，，，，由熔由熔由熔由熔体过冷而得体过冷而得体过冷而得体过冷而得。。。。其内能和构形熵高于相应的晶其内能和构形熵高于相应的晶其内能和构形熵高于相应的晶其内能和构形熵高于相应的晶态态态态，，，，其结构为其结构为其结构为其结构为短程有序和长程无序短程有序和长程无序短程有序和长程无序短程有序和长程无序。。。。BIGC北印北印北印北印2.玻璃的组成玻璃的组成玻璃的组成玻璃的组成不同氧化物不同氧化物不同氧化物不同氧化物①①①①玻璃形成体氧化物玻璃形成体氧化物玻璃形成体氧化物玻璃形成体氧化物:可可可可单独形成玻璃的氧化物单独形成玻璃的氧化物单独形成玻璃的氧化物单独形成玻璃的氧化物（（（（如如如如SiO2））））②②②②玻璃中间体氧化物玻璃中间体氧化物玻璃中间体氧化物玻璃中间体氧化物：：：：在一定条件下也可以形成玻璃在一定条件下也可以形成玻璃在一定条件下也可以形成玻璃在一定条件下也可以形成玻璃（（（（改性的氧化物改性的氧化物改性的氧化物改性的氧化物），），），），如如如如Al2O3③③③③玻璃改变体氧化物玻璃改变体氧化物玻璃改变体氧化物玻璃改变体氧化物：：：：不能单独形成玻璃的氧化物不能单独形成玻璃的氧化物不能单独形成玻璃的氧化物不能单独形成玻璃的氧化物，，，，加入加入加入加入①①①①中可改变中可改变中可改变中可改变①①①①的性能的性能的性能的性能)，，，，如如如如Na2OBIGC北印北印北印北印3.玻璃的分类玻璃的分类玻璃的分类玻璃的分类⑴⑴⑴⑴按组成按组成按组成按组成：：：：硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃，，，，硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃，，，，磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃若含两种以上形成体氧化物若含两种以上形成体氧化物若含两种以上形成体氧化物若含两种以上形成体氧化物，，，，以含量分以含量分以含量分以含量分SiO2B2O3硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃给出全称给出全称给出全称给出全称：：：：钠钠钠钠-钙钙钙钙-硅玻璃硅玻璃硅玻璃硅玻璃（（（（瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃））））BIGC北印北印北印北印3.玻璃的分类玻璃的分类玻璃的分类玻璃的分类⑵⑵⑵⑵按用途按用途按用途按用途：：：：平板玻璃平板玻璃平板玻璃平板玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃医药玻璃医药玻璃医药玻璃医药玻璃光学玻璃光学玻璃光学玻璃光学玻璃BIGC北印北印北印北印1.2玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构晶体玻璃1、聚集状态原子按一定的几何周期的排列质点无规则堆积（液体结构相似）过冷液体2、物理化学性质①各向异性；②固定的凝固点、熔点①各向同性；②无固定的凝固点、熔点（从液→固）是一逐渐转变的过程。3、体系的能量状态体系处于稳定状态处于亚稳定状态→性能不稳定BIGC北印北印北印北印1.2玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构石英晶体与石英玻璃石英晶体与石英玻璃石英晶体与石英玻璃石英晶体与石英玻璃BIGC北印北印北印北印1.2玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构玻璃的结构石英玻璃与钠石英玻璃与钠石英玻璃与钠石英玻璃与钠-硅玻璃硅玻璃硅玻璃硅玻璃BIGC北印北印北印北印第二章第二章第二章第二章玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃瓶罐2.1玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质2.2包装常用瓶罐包装常用瓶罐包装常用瓶罐包装常用瓶罐BIGC北印北印北印北印2.1玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质玻璃瓶罐的主要物理化学性质1.玻璃瓶罐的机械强度玻璃瓶罐的机械强度玻璃瓶罐的机械强度玻璃瓶罐的机械强度⑴⑴⑴⑴玻璃瓶罐的耐内压强度玻璃瓶罐的耐内压强度玻璃瓶罐的耐内压强度玻璃瓶罐的耐内压强度在一定温度在一定温度在一定温度在一定温度、、、、压力条件下压力条件下压力条件下压力条件下，，，，对已经充满冷水的试对已经充满冷水的试对已经充满冷水的试对已经充满冷水的试样瓶加压至规定的压力值样瓶加压至规定的压力值样瓶加压至规定的压力值样瓶加压至规定的压力值。。。。BIGC北印北印北印北印⑵⑵⑵⑵影响玻璃瓶耐内压强度的因素影响玻璃瓶耐内压强度的因素影响玻璃瓶耐内压强度的因素影响玻璃瓶耐内压强度的因素①①①①位置位置位置位置：：：：瓶底内表面的中心部位瓶底内表面的中心部位瓶底内表面的中心部位瓶底内表面的中心部位，，，，及底部侧及底部侧及底部侧及底部侧内表面易破裂内表面易破裂内表面易破裂内表面易破裂。。。。②②②②瓶形瓶形瓶形瓶形：：：：复杂复杂复杂复杂，，，，承压能力差承压能力差承压能力差承压能力差圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体：：：：耐内压强度为耐内压强度为耐内压强度为耐内压强度为10椭圆形椭圆形椭圆形椭圆形：：：：5；；；；正方形正方形正方形正方形（（（（四角圆弧形四角圆弧形四角圆弧形四角圆弧形）：）：）：）：2.5正方形正方形正方形正方形（（（（四方棱角四方棱角四方棱角四方棱角）：）：）：）：1③③③③回收回收回收回收：：：：反复使用中产生不可见的小裂纹反复使用中产生不可见的小裂纹反复使用中产生不可见的小裂纹反复使用中产生不可见的小裂纹。。。。④④④④玻璃的组成玻璃的组成玻璃的组成玻璃的组成：：：：CaOB2O3BaOAl2O3PbOK2ONa2O（（（（抗张抗张抗张抗张））））BIGC北印北印北印北印⑵⑵⑵⑵玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度三角锥对瓶身进行冲击时的受力情况三角锥对瓶身进行冲击时的受力情况三角锥对瓶身进行冲击时的受力情况三角锥对瓶身进行冲击时的受力情况如右图所示如右图所示如右图所示如右图所示。。。。瓶体是在一个扭曲的作瓶体是在一个扭曲的作瓶体是在一个扭曲的作瓶体是在一个扭曲的作用下被破坏的用下被破坏的用下被破坏的用下被破坏的。（。（。（。（比内压破坏时更严重比内压破坏时更严重比内压破坏时更严重比内压破坏时更严重））））BIGC北印北印北印北印⑵⑵⑵⑵玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度玻璃瓶罐的抗冲击强度①①①①在受压在受压在受压在受压、、、、冲击冲击冲击冲击、、、、热作用下热作用下热作用下热作用下，，，，都会在玻璃瓶的内都会在玻璃瓶的内都会在玻璃瓶的内都会在玻璃瓶的内、、、、外表面同时产生压应力和拉应力外表面同时产生压应力和拉应力外表面同时产生压应力和拉应力外表面同时产生压应力和拉应力。。。。②②②②玻璃瓶承受压应力的能力玻璃瓶承受压应力的能力玻璃瓶承受压应力的能力玻璃瓶承受压应力的能力（（（（抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度））））远远大远远大远远大远远大于承受拉应力的能力于承受拉应力的能力于承受拉应力的能力于承受拉应力的能力（（（（抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度）。）。）。）。BIGC北印北印北印北印结论结论结论结论1.玻璃是一种结构疏松的过冷液体玻璃是一种结构疏松的过冷液体玻璃是一种结构疏松的过冷液体玻璃是一种结构疏松的过冷液体，，，，处于亚稳定状处于亚稳定状处于亚稳定状处于亚稳定状态态态态，，，，性能多变性能多变性能多变性能多变，，，，瓶罐外表面总存在一些小裂纹瓶罐外表面总存在一些小裂纹瓶罐外表面总存在一些小裂纹瓶罐外表面总存在一些小裂纹。。。。2.瓶罐受到内压瓶罐受到内压瓶罐受到内压瓶罐受到内压、、、、冲击冲击冲击冲击、、、、热冲击作用时热冲击作用时热冲击作用时热冲击作用时，，，，会同时在会同时在会同时在会同时在瓶底内外表面产生压瓶底内外表面产生压瓶底内外表面产生压瓶底内外表面产生压、、、、拉应力拉应力拉应力拉应力，，，，当拉应力作用在当拉应力作用在当拉应力作用在当拉应力作用在小裂纹处时小裂纹处时小裂纹处时小裂纹处时，，，，加上各种介质的渗透加上各种介质的渗透加上各种介质的渗透加上各种介质的渗透，，，，易使裂纹扩易使裂纹扩易使裂纹扩易使裂纹扩张开裂张开裂张开裂张开裂，，，，造成破坏造成破坏造成破坏造成破坏。。。。而压应力作用下裂纹不易扩而压应力作用下裂纹不易扩而压应力作用下裂纹不易扩而压应力作用下裂纹不易扩张张张张。。。。所以玻璃瓶罐的抗压能力所以玻璃瓶罐的抗压能力所以玻璃瓶罐的抗压能力所以玻璃瓶罐的抗压能力抗拉能力抗拉能力抗拉能力抗拉能力。。。。3.碰撞冲击或热冲击是扭转应力的作用碰撞冲击或热冲击是扭转应力的作用碰撞冲击或热冲击是扭转应力的作用碰撞冲击或热冲击是扭转应力的作用，，，，裂纹迅速裂纹迅速裂纹迅速裂纹迅速扩张扩张扩张扩张。。。。BIGC北印北印北印北印2.玻璃瓶罐的热学性质玻璃瓶罐的热学性质玻璃瓶罐的热学性质玻璃瓶罐的热学性质热冲击强度热冲击强度热冲击强度热冲击强度：：：：玻璃经受剧烈温度变化而不破裂的玻璃经受剧烈温度变化而不破裂的玻璃经受剧烈温度变化而不破裂的玻璃经受剧烈温度变化而不破裂的能力能力能力能力。。。。常以所能承受的温差表示常以所能承受的温差表示常以所能承受的温差表示常以所能承受的温差表示。。。。规定规定规定规定：：：：受热时产生的是压应力受热时产生的是压应力受热时产生的是压应力受热时产生的是压应力，，，，受冷时产生的是拉压力受冷时产生的是拉压力受冷时产生的是拉压力受冷时产生的是拉压力。。。。热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数。。。。BIGC北印北印北印北印⑴⑴⑴⑴急热急冷试验急热急冷试验急热急冷试验急热急冷试验①①①①合格性试验合格性试验合格性试验合格性试验：：：：试样瓶在室温放置试样瓶在室温放置试样瓶在室温放置试样瓶在室温放置30min后后后后，，，，放入热放入热放入热放入热水槽做急热试验水槽做急热试验水槽做急热试验水槽做急热试验。。。。试样瓶在热水槽至少放置试样瓶在热水槽至少放置试样瓶在热水槽至少放置试样瓶在热水槽至少放置5min,10s内转入冷水槽内转入冷水槽内转入冷水槽内转入冷水槽，，，，浸泡浸泡浸泡浸泡30s.BIGC北印北印北印北印⑴⑴⑴⑴急热急冷试验急热急冷试验急热急冷试验急热急冷试验②②②②破坏性试验破坏性试验破坏性试验破坏性试验：逐步提高温差逐步提高温差逐步提高温差逐步提高温差，，，，直至所有试样瓶破裂直至所有试样瓶破裂直至所有试样瓶破裂直至所有试样瓶破裂。。。。记录破记录破记录破记录破裂的平均温差裂的平均温差裂的平均温差裂的平均温差。。。。BIGC北印北印北印北印急冷试验急冷试验急冷试验急冷试验实质实质实质实质：：：：从热转冷的过程中从热转冷的过程中从热转冷的过程中从热转冷的过程中，，，，由于在厚度方向上存在由于在厚度方向上存在由于在厚度方向上存在由于在厚度方向上存在温度梯度温度梯度温度梯度温度梯度，，，，导致不同位置上热膨胀量不同导致不同位置上热膨胀量不同导致不同位置上热膨胀量不同导致不同位置上热膨胀量不同，，，，从而产从而产从而产从而产生内应力生内应力生内应力生内应力，，，，若为张应力若为张应力若为张应力若为张应力，，，，则很容易造成破坏则很容易造成破坏则很容易造成破坏则很容易造成破坏。。。。BIGC北印北印北印北印⑵⑵⑵⑵影响瓶罐热冲击强度的因素