⊿d=（ag-am）（TM-T）（1-1）
式1-1中ag与am分别表示各种玻璃和金属从TM到两者匹配温度T的膨胀系数。
为了使玻璃消除永久应力，封接件需经退火，良好的退火对封接质量有着重要的意义。退火后的封接件不应快速冷却，因为金属比玻璃的导热性好，因而金属比玻璃冷得快。当金属和玻璃的膨胀系数相同时，这种不同的冷却速率导致金属比玻璃收缩大，当玻璃失去流动性后，金属就不得不在窄的范围内冷却，两者长度的改变影响到玻璃和金属的附着能力。如果开始快速冷却的温度超过玻璃的影响
退火温度下限，玻璃将处于拉伸状态。为了防止这种拉应力的产生以及为了使玻璃略带压力，玻璃和金属封接后，往往在煤气火焰上单独地加热金属部分。
（3）玻璃的强度和界面扩散
在考虑到玻璃和金属膨胀系数匹配的基础上，提高破璃的机械强度、尤其是抗拉强度，这对于封接件受到热冲击或者因温度梯度引起的热应力乃至受到使用中的外力时都是有利的。一般玻璃的抗压强度可以很高，达到600～1500MPa，而抗拉强度极低仅是抗压强度的1O%左右。实际上只是抗拉强度会出现问题。如有可能，采用结晶化破璃封接，这是提高玻璃抗拉强度的有效途径，它通常可以达到原始玻璃抗拉强度的3～5倍，甚至5倍以上。
必须指出，封接处大量气泡（尤其是成串气泡）的存在是很有害的，因为它能降低机械强度和造成慢性漏气。溶解在金属中的气体在封接加热时放出，是产生气泡的一个原因，这在钨、钼、铂等金属是少见的，而镍、铁及其合金较多。为此，除选用真空治炼法制得的金属外，通常可利用在真空中或氢气中加热金属预先去气来消除此因素。产生气泡的另一个原因是碳，特别是金属表面层中的碳，在封接时会氧化成二氧化碳气体而造成气泡，这在镍、铁及其合金中亦较其它金属为严重。解决过个问题的方法是把金属放在湿氢或真空中退火，以去掉气体和碳。从面杜绝气泡的产生。遇火温度一般在900～I100℃，时间根据金属的厚度而定。
在封接界面附近有两类情况：一类是两种不同材料之间的封接，在交界面直接产生相互扩散。例如玻璃和玻璃光学研磨封接，以及金属之间的熔接。另一类是为便于封接，交界处放入异种材料。例如玻璃和金属、陶瓷与金属难以直接发生相互扩散的封接。这种场台下产生熔化扩散现象。然而，无论是相互扩散或是熔化扩散界面附近的组成、性质和材质内部的组成、性质是不同的，这种变化对封接件的稳定性有很大的影响。
（4）封接件的形状、尺寸以及表面粗糙度 封接件内的应力大小和分布情况，受到封接件形状与尺寸的影响。当应力超过封接材料的强度极限时，势必损伤封接制品。一般地说，封接后，如果封接件仅仅作为电子管或电真空器件的一个组成部分，尚需继续进行加工，或者用来和同样的电子管或电子器件的封接部进行封接，则需再一次热处理或经受机械力的作用。外力造成的暂时应力将与材料相互间的热收缩应力复合在一起。
与材料间热收缩差同时形成的永久应力和由各种原因构成的暂时应力复合的结果，其值是相当可观的。如果忽视了形状与尺寸对应力的影响，则有可能影响到封接件的稳定性。例如在生产实践中，为了减轻这种应力，可以利用金属薄边的可塑性进行封接，甚至可以利用金属的弹性来进行封接。此外，在粘附性试验中也发现，如果底料上凹凸均匀，则粘附性良好，必然对封接产生有利的影响。
5-17 MgO－Al2O3－SiO2系统的低共熔物放在Si3N4陶瓷片上，在低共熔温度下，液相的表面
o
张力为900mN/rn液体与固体的界面能为600mN/m，测得接触角为70.52。（1）求Si3N4的表面张力；（2）把Si3N4在低共熔温度下进行热处理，测试其热腐蚀的槽角为60℃，求Si3N4的晶界能？
解：（1）
=900cos70.52+600 =900mN/M
0
（2）
=2×900cos30 =1558.8mN/M
0
5-18氧化铝瓷件中需要披银，已知1000℃时mN/m；mN/m；
mN/m，问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？可以用什么方法改善它
们之间的润湿性？
解：=-0.8370
不能润湿，陶瓷元件表面披银，必须先将瓷件表面磨平并抛光，才能提高
瓷件与银层之间的润湿性。
5-19根据图5-13和表5-2可知，具有面心立方晶格不同晶面（110）、（100）、（111）
上，原子密度不同，试回答，那一个晶面上固－气表面能将是最低的？为什么？
解：根据公式表面能晶格能，
为阿弗加德罗常数，
，其中
为1m2表面上的原子数目。
为固体表面能，和
为
分别为表示第i个
在
原子在晶体体积内和表面上时，最邻近的原子的数目，在面心立方体晶体中
（111）面上为6，在（100）面上为4，在（110）面上为2.将上述数据带入公式，得
则：
因而，（111）原子密排面上原子能最低。
5-20试解释粘土结构水和结合水（牢固结合水、松结合水）、自由水的区别，分析后两种水在胶团中的作用范围及其对工艺性能的影响。
解：粘土结构水是粘土结构中的水；由于粘土颗粒一般带负电，又因水是极性分子，当粘土颗粒分散于水中时，在粘土表面负电场的作用下，水分子以一定取向分布在粘土颗粒周围以氢键与其表面上的氧和氢氧基结合，负电端向外。在第一层水分子的外围形成一个负电表面，因而又吸引第二层水分子。负电场对水分子的引力作用，随着离开粘土表面距离的增加而减弱，因此水分子的排列也有定向逐渐过渡到混乱。靠近内层形成的定向排列的水分子层称为牢固结合水，围绕在粘土颗粒周围，与粘土颗粒形成一个整体，一起在介质中运动，其厚度约为3－10个水分子厚。在牢固结合水的外围吸引着一部分定向程度较差的水分子层称为松结合水，由于离开粘土颗粒表面较远，他们之间的结合力较小。在松结合水以外的水叫自由水。
结合水的密度大，热容小，界电常数小，冰点低等，在物理性质上与自由水不同。粘土和水结合的数量可以用测量润饰热来判断。粘土与这三种水结合的状态与数量将会影响粘土－水系统的工艺性能。在粘土含水量一定的情况下，若结合水减少，则自由水就多，此时粘土胶的体积减小，容易移动，因而泥浆粘度小，流动性好；当结合水量多时，水膜厚，利于粘土胶粒间的滑动，则可塑性好。
5-21一个均匀的悬浮液，粘土浓度为30vol％，薄片状粘土颗粒尺寸是平均直径0.1μm，厚度0.01μm，求颗粒间平均距离是多少个？ 解：略。
5-22粘土的很多性能与吸附阳离子种类有关。指出粘土吸附下列不同阳离子后的性能变化规律，（以箭头表示：
＋
3＋
2＋
2＋
2＋
2＋
4＋＋
＋
）
＋
HAlBaSrCaMgNHKNaLi
（l）离子交换能力；（2）粘土的δ电位；（3）粘土的结合水量；（4）泥浆稳定性；（5）泥浆流动性；（6）泥浆触变性；（7）泥团可塑性；（8）泥浆滤水性；（9）泥浆浇注时间（10）坯体形成速率
解：（l）离子交换能力：Li
Sr
2＋
＋
NaAl
3＋
＋
KH SrLi
＋
2＋＋
＋
NH
4＋
Mg
2＋
Ca
2＋
Ba
2＋
（2）粘土的δ电位：H
K
＋
＋
BaAl
4＋
3＋
2＋
Ca
2＋
Mg
2＋
NH
4＋
Na
＋
（3）粘土的结合水量：NH
＋
AlLi
＋
3＋
BaH
＋
2＋
Sr
2＋
Ca
2＋
Mg
2
K
＋
Na
＋
（4）泥浆稳定性：H
NH
4＋
＋
Al
＋
3＋
Ba
2＋
Sr
2＋
Ca
2＋
Mg
2＋
K
＋
NaAl
＋
Li Ba
2＋
＋
（5）泥浆流动性：H
NH
4＋
3＋
Sr
2＋
Ca
2＋
Mg
2＋
K
＋
＋
NaLi
＋
＋
Li Na
＋
＋
（6）泥浆触变性：H
Sr
2
K
4＋
＋
Mg
2＋
Ca
2＋
Ba
2＋
AlNa
3＋
NH K
＋
（7）泥团可塑性：Li
Sr
2＋
＋＋
NH
H
＋
4＋
Mg
2＋
Ca
2＋
Ba
＋
2＋
AlAl
3＋
3＋
（8）泥浆滤水性：H
NH
4＋
Ba
2＋
Sr
2＋
Ca
2＋
Mg
2＋
K
＋
Na
＋
＋
Li
＋
＋
（9）泥浆浇注时间：Li
Sr
2＋
NaAl
K
＋
NH
4＋
Mg
2＋
Ca
2＋
Ba
2＋3＋
H BaLi
＋
2＋
＋
（10）坯体形成速率：H
NH
4＋
＋
AlNa
＋
3＋
Sr
2＋
Ca
2＋
Mg
2＋
K
＋
5-23若粘土粒子是片状的方形粒子。长度分别为10、1、0.1μm，长度是其厚度的10倍。试求粘土颗粒平均距离是在引力范围2nm时，粘土体积浓度？ 解：略。
5-24用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一种粘土（以高岭石矿物为主）泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、注浆速率、触变性和坯体致密度有何差别？
解：不同阴离子的Na盐电解质对粘土胶溶效果是不相同的。含有聚合阴离子的钠盐能使粘土的δ-电位值升至-60mV。所以加入Na2CO3基本上对粘土的各项性能没有影响，而加入Na2SiO3后，泥浆的流动性升高，注浆速率升高，触变性降低，坯体致密度升高。 5-25影响粘土可塑性的因素有那些？生产上可以来用什么措施来提高或降低粘土的可塑性以满足成形工艺的需要？
解：当粘土与适当的水混合均匀制成泥团，该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后，可以塑造成任何形状，当去处应力泥团能保持其形状，这种性质称为可塑性。影响因素有：1.矿物组成，矿物组成不同，颗粒间的作用力也不同。2.吸附的阳离子种类,阳离子的电价越高可塑性越好。3.颗粒的大小和形状，颗粒越细，比表面积越大，颗粒间的接触点越多，则可塑性增加。4.含水量等。
生产上可以增大矿物组分的比表面积来增大电细管力，从而增大可塑性；也可增大或减小吸附的阳离子的电价，从而改变粘土可塑性；或者将矿物的颗粒减小增大接触点来增大粘土的可塑性；