三、 玻璃性質與溫度的關係
3.2 玻璃的通性
為了討論傳統玻璃的轉變，首先必須介紹傳統玻璃所具備的宏觀共性，即玻 璃的通性。
玻璃在常溫下能夠保持一定的外形，其機械性質類似於同組成的晶體。玻璃 的硬度較高，脆性較大。破碎時往往具有貝殼狀斷裂面，它在某一波長範圍內透 明性良好，這表明從外觀特徵上判斷玻璃屬於固體。但從微觀結構來看，其特徵 為“遠程無序”和“近程有序”，又類似於液體。
玻璃的通性可以歸納為以下四點︰
(一)各向同性
均質玻璃體其各個方向的性質，如硬度。彈性模量。折射率。熱膨脹係數。
導熱係數等性能都是相同的，這與非等軸晶系的各項異性顯著不同。實質上各項 同性是玻璃內部質點無序排列而呈統計均質結構的外在表現，這點與液體近似。
當然，對於非均質玻璃或玻璃中存在有應力，則可顯示出各項異性，例如玻 璃在互相垂直的方向作用著不相等的應力，則光沿著不同方向的傳播速度各異而
形成光程差，這就產生應力雙折射現象，這點又與液體有很大的不同。
化的，它們都是自由能的一階偏導數；另一些性質，例如熱容C、膨脹係數α、
壓縮係數β等是按Ⅱ線變化的，它們都是自由能的二階偏導數。這些性質在Tf～ Tg轉變範圍內的變化比前一類性質大得多。近似於突變；Ⅲ線是自由能的三階偏 導數性質，如導熱係數和一些機械性質(彈性常數等)隨溫度的文化曲線、它們在 Tf～Tg轉變範圍內具有極大值的變化。
Fig 7︰Glass Properties vs. Temperature
在玻璃性質隨溫度變化的曲線上可以注意到兩個分界的特徵溫度Tg和Tf。溫 度Tg相應於性質與溫度曲線上低溫直線部分開始轉向彎曲部分的溫度(即圖中 b、b'、b''點)；溫度Tf相應於曲線彎曲部分開始轉向高溫直線部分的溫度(即圖中c、
c'、c''點)。
脆性溫度Tg是玻璃出現脆性的較高溫度，它相當於黏度η為 1012Pa．s時的 溫度。由於在這個溫度下可以消除玻璃製品因不均勻冷卻而產生的內應力，所以 也稱為退火溫度上限。
軟化溫度Tf是玻璃開始出現液體狀態典型性質的溫度，它相當於黏度η為 108Pa．s時的溫度（美國等採用η為 106.68Pa．s，這是用列特爾頓(littleten)法測 定，也稱為列特爾頓溫度。該法規定加熱懸掛密度為 2.5g/cm3左右，直徑為 0.55
～0.75mm，長度為 229mm玻璃絲時、以lmm/min的速度伸長時的溫度稱為軟化 溫度）。Tf也是玻璃可拉成絲的最低溫度。由此可見，Tg、Tf對於控制玻璃的性 質有者特殊的意義。
由圖可知足，性質–溫度曲線Tg以下的低溫段和Tf以上的高溫段其變化機乎 成直線關係，這是因為前者的玻璃為固體狀態，而後者則為力熔體狀態，它們的 結構隨溫度是逐漸變化的。可是性質–溫度曲線在Tg和Tf溫度範圍內不成直線關 係，即性質變化或多或少是突然的。這是因為此範圍內是固態玻璃向玻璃熔體轉 變的區域，所以其結構隨溫度的變化是急速的。
由圖還可見性質–溫度曲線中Ⅱ線比Ⅰ線的變化速度大，而且Ⅱ線在高溫段 和低溫段的直線（c'd'和、a'b'）延長線不能在Tf～Tg區內相交，而線在高溫段和 低溫段的直線（cd和、ab）延長線可以在Tf～Tg區內相交（習慣上常把此交點稱 為玻璃轉換溫度，也用Tg表示）。這表明自由能二階偏導數性質在Tf～Tg溫度範 圍內近乎突變。因此仍屬於溫度對應性質的單質性，它與熔體結晶或晶型轉變時 的性質突變（溫度對應性質的多值性）完全不同。