
【电】 weathering of glass
glass; putty
【化】 glass
【医】 slass
effloresce; weather; weathering; efflorescence
【化】 efflorescence
【医】 effloresce; efflorescence
affect; effect; intention; action; motive; operation
【医】 action; effect; process; role
【经】 role
玻璃的风化作用(Weathering of Glass)指玻璃在自然环境中因物理化学变化导致的表面结构劣化现象。根据《硅酸盐工业手册》定义,该过程是玻璃表面碱金属离子(如Na⁺、K⁺)与环境中的水蒸气、二氧化碳发生置换反应,形成碳酸盐沉积物的过程。
这一过程包含三个关键阶段:
水分渗透:空气中的水分子(H₂O)通过玻璃表面微裂纹渗透,与硅酸盐网络中的≡Si-O⁻Na⁺键发生水解反应,反应式为: $$equiv Si-O^-Na^+ + H_2O → equiv Si-OH + Na^+ + OH^-$$
离子迁移:析出的Na⁺离子在表面形成碱性溶液层,加速玻璃网络结构的破坏。美国康宁玻璃博物馆实验数据显示,当相对湿度>60%时,钠钙玻璃的离子迁移速率提高300%。
碳酸盐沉积:游离的Na⁺与大气中的CO₂反应生成Na₂CO₃结晶,形成白色风化膜。X射线衍射分析证实,风化产物包含Na₂CO₃·H₂O和CaCO₃两种晶型。
该现象常见于博物馆展柜玻璃或古玻璃器皿,可通过控制环境湿度(建议<40%)和使用去离子水清洁延缓进程。英国玻璃保护协会建议采用中性密封材料隔绝污染物。
玻璃的风化作用是指玻璃在自然环境中因物理、化学及环境因素作用,导致其结构逐渐破坏、性能退化的现象。以下是详细解释:
玻璃风化主要表现为结晶水流失、表面腐蚀、透光率下降,并伴随裂缝、鳞片状剥落或白斑形成。这与岩石风化不同,玻璃风化更侧重于化学稳定性丧失(如碱金属析出)和物理结构损伤(如热应力裂纹)。
化学作用
物理作用
环境侵蚀
风沙摩擦、湿度变化加速表面磨损和组分分解。
与岩石风化不同,玻璃风化不涉及生物作用,且核心是结晶水流失(参考岩石风化定义)。
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