玻璃具有一定的熱膨脹係數，不同的玻璃材料熱膨脹係數不同。玻璃與晶體的不同之處在於原子和離子的空間排列是不規則的。因此，其熱物性從理論上不能預測，表現出各種異常現象。熱膨脹玻璃有零膨脹玻璃（低膨脹玻璃），高膨脹玻璃類型。
基本介紹
- 中文名：熱膨脹玻璃
- 外文名：Thermal expansion glass
- 參數：熱膨脹係數
- 領域：功能玻璃
概述,類型,套用,
概述
固體的熱膨脹與原子或離子的熱振動，特別是非諧和振動有關。熱力學溫度處於OK時，原子不發生振動，對應能量曲線底部的能量狀態有一結合長度。溫度升高，能量水平提高，原子開始振動。結合能曲線的形狀左右對稱，即處於諧和振動時，原子即使發生振動，平均原子間距也不會變化，不產生熱膨脹。但實際上，能量曲線左右不對稱，產生非諧和振動。因此，隨著溫度升高，原子振動加大，原子間結合距離加長產生熱膨脹。能量曲線的底部接近於左右對稱的放射線。因此，完全結晶的固體熱膨脹係數在絕對零度時為零，隨溫度升高，結合能變大，能量曲線接近深處的放射線，即產生諧和振動，熱膨脹係數變小。
類型
零膨脹玻璃是指熱膨脹係數較小的玻璃。玻璃與晶體的不同之處在於原子和離子的空間排列是不規則的。因此，其熱物性從理論上不能預測，表現出各種異常現象。例如玻璃的熱膨脹係數隨溫度降低而變小，但從SiO2網路形成物成分來看，玻璃在低溫時有時也變為負的熱膨脹。低膨脹玻璃的特點之一是耐熱衝擊性強，即耐急冷急熱。
高膨脹玻璃是具有較高熱脹性的玻璃，高膨脹玻璃用於磁頭鐵氧體鐵芯的封接。鐵氧體是由xFe2O3，（x是除Fe以外的金屬離子）表示的化合物，因金屬離子種類不同，具有（90一120）X10-7K-1的熱膨脹係數。
磁頭是由纏繞著線圈的鐵氧體鐵芯和其鐵芯與磁帶(或磁碟)接觸部分設計的間隙而構成。線上圈上通入表示音像等信息的電氣信號，對應這種信號在鐵芯中產生磁通。這些信號在接觸間隙的移動磁帶上產生無數微小的磁石，同時記錄了殘留磁化。
套用
（1）低膨脹玻璃的特點之一是耐熱衝擊性強，即耐急冷急熱。派萊克斯玻璃組成是以SiO2為主成分，其化學耐久性長，熱膨脹係數是普通玻璃的1/3。因此成為耐熱玻璃，用於燒杯等理化器皿、餐具、廚具、咖啡保溫壺等。派萊克斯玻璃可耐100℃程度的急冷急熱，但一般不能承受200℃以上的熱衝擊。
石英玻璃與上述玻璃相比，熱膨脹係數更小，玻璃轉變溫度也高，因此將其紅熱的製品放入冷水中也不會炸裂。即使加熱至1100℃高溫也幾乎不變形。因具有這些優良的耐熱性能，石英玻璃在許多方面具有多種用途。如在高溫下使用的理化器皿和精密的測量儀器，以及水銀燈等特殊電光源玻璃都使用石英玻璃。在高溫下進行精密測量要求熱膨脹係數儘量接近於零，需要耐熱性高的玻璃。DTA、DSC、TMA等熱分析儀器必須使用石英玻璃。由於石英玻璃具有優良的熱特性、包括其他優良的功能特性，因此它成為最具代表性的功能玻璃。
（2）高膨脹玻璃用於磁頭鐵氧體鐵芯的封接。玻璃是在充分軟化時流動潤濕鐵氧體，並填充在數毫米寬的狹小間隙溝中。要求將玻璃加熱至極低黏度的溫度下，玻璃在高溫時會侵蝕鐵氧體，擴大間隙溝的間隔，使磁頭特性變差。因此需要侵蝕性小的玻璃。
鐵晶片滑動面研磨後需洗淨，受洗淨液的侵蝕，玻璃將被損壞，影響滑動面的平滑性。因此，要求玻璃的耐水性好。另外，磁頭使用中滑動面是逐漸磨損，鐵氧體和玻璃的耐摩擦性不一致將使磁頭特性變差，要求玻璃與鐵氧體具有同一程度的良好摩擦性。
