20世纪70年代Weyl将固体表面的理论引申到玻璃方面,提出了玻璃的亚表面(sub-surface)理论,将浮法玻璃界面下100nm称为亚表面层,再深些则称为近表面层。如图所示。

此亚表面层有以下特点:一是几何表面商值最高,向内部成梯度降低;二是原子或质点表面不对称、缺陷多、空隙大,成为微多孔性;三是表面的无序性高于内部。用亚表面层理论可以解释下列现象。
1、 玻璃的断裂强度比理论强度低很多,这是由于亚表面层的不对称性及热振动的非谐性造成的。亚表面层容易生成裂纹,所以玻璃表面的脆性对于内部,裂纹受力扩展而开展。
2、 由于玻璃亚表面层的微多孔性,故易与O2、SO2、HCL、H2O等反应,反应表面积大。
3、 亚表面层的微多孔性和非谐性振动,有利于离子迁移和扩散,所以玻璃表面可进行离子交换。
4、 玻璃抛光时,在抛光盘压力及磨料Fe2O3、ZrO2、CeO2等作用下,由于热振动的非谐性,使玻璃表层有流变性,而使玻璃表面平坦。
5、 玻璃与金属封接时,由于亚表面层起流变作用,所以焊接后应力小。
6、 玻璃对耐火材料的侵蚀是不均匀的,在玻璃、耐火材料、炉气(或气泡)三相界面上侵蚀最严重。这也是亚表面层起作用,此处商最大,自然反应最强烈。再加上玻璃表面能的作用,R+及其他赋予表面能低的氧化物富集到表面,而这些物质都是加速耐火材料侵蚀的,从而造成三相界面上的严重侵蚀。
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