【正文】 3）玻璃的結構 4）常見玻璃 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 區(qū)分幾個概念： 固體 晶體 非晶體 高聚物 玻璃體 無定形體 玻璃 說明：非晶體、玻璃體、無定形體常?；煊?！ 由非熔融法形成不定形體 原始物質 形成原因 獲得方法 實 例 沖擊波 石英、長石等晶體，通過爆炸的沖擊波而非晶化 剪切應力 磨 碎 晶體通過磨碎，粒子表面層逐漸非晶化 固體 ( 結晶 ) 放射線照射 高速中子線 a 粒子線 石英晶體經(jīng)高速中子線或 a 粒子線的照射后轉變?yōu)榉蔷w石英 液體 形成絡合物 金屬醇鹽 水解 Si 、 B 、 P 、 Al 、 Na 、 K 等醇鹽酒精溶液加水分解得到膠體，加熱形成單組分或多組分氧化物玻璃 真空蒸發(fā) 沉積 在低溫基板上用蒸發(fā)沉積形成非晶質薄膜，如 Bi 、 Si 、Ge 、 B 、 M g O 、 Al2O T i O S i C 等化合物 升 華 陰極飛濺和氧化反應 在低壓氧化氣氛中，把金屬或合金做成陰極，飛濺在基極上形成非晶態(tài)氧化物薄膜，有 S i O P bO － T e O Pb－ S i O 2 系統(tǒng)薄膜等 氣相反應 S i C l4水解或 S i H4氧化形成 S i O2玻璃。 組 成 狀 態(tài) － △ H （ k J / m ol ） 晶態(tài) 1309 Pb 2 S i O 4 玻璃態(tài) 1294 β －石英 860 β －鱗石英 854 β －方石英 858 S i O 2 玻璃態(tài) 848 晶態(tài) 1 52 8 Na 2 S i O 3 玻璃態(tài) 1507 Tg TM D C B A K F M E VQ 液體 過冷液體 晶體 玻璃態(tài) 結晶過程： (A— B— C— D)，由于新相的出現(xiàn)，在熔點Tm處內(nèi)能、體積及其他一些性能都發(fā)生突變 (內(nèi)能、體積突然下降，而粘度劇烈上升 ) 玻璃態(tài)轉變過程： (A—B— F— E或 A— B— K— M)在Tm處內(nèi)能、體積沒有異常；在 Tg處內(nèi)能和體積發(fā)生轉折 玻璃轉變的漸變性和可逆性 玻璃的形成與轉變 Tg TM D C B A K F M E VQ 液體 過冷液體 晶體 玻璃態(tài) 玻璃的形成與轉變 Tg討論： 1）結構調整速度 V1，冷卻速度 V2。 組 成 狀 態(tài) － △ H （ k J / m ol ） 晶態(tài) 1309 Pb 2 S i O 4 玻璃態(tài) 1294 β －石英 860 β －鱗石英 854 β －方石英 858 S i O 2 玻璃態(tài) 848 晶態(tài) 1 52 8 Na 2 S i O 3 玻璃態(tài) 1507 熱力學 ： 相對于晶體處于高能狀態(tài)，有自發(fā)晶化的趨勢。 (3)單鍵強度在 250～ 335kJ/mol為 —— 中間體，其作用介于玻璃形成體和網(wǎng)絡形成體之間。 石英玻璃結構特點： θ硅氧四面體中的 SiOSi鍵角 當 R2O、 RO等氧化物引入石英玻璃，形成二元、三元甚至多元硅酸鹽玻璃時，由于 O/Si比增加 三維骨架破壞 玻璃性能改變。2SiO2 膨脹系數(shù)? 107 熔融溫度 (℃ ) Y 組成 各參數(shù)間存在如下關系： RYXZYX????2/ ? ZRX RZY －2＝ 2－2＝舉 例： (1) 石英玻璃 (SiO2) Z=4 R=2 X=2 2－ 4＝ 0 Y＝ 2(42)=4 (2) Na2O2SiO2 (3) Na2OSiO2 (4) 2Na2OSiO2 X=1 Y=3 X＝ 2 Y＝ 2 X＝ 4 Y＝ 0(不形成玻璃 ) Z=4 R=5/2 Z=4 R＝ 3 Z＝ 4 R＝ 4 ?若 (R2O＋ RO)/Al2O31，則 Al3+以 [AlO4]形式存在，為網(wǎng) 絡形成離子。s的溫度，是消除玻璃中應力的上限溫度，也稱為玻璃轉變溫度。s的溫度。 ?對硼酸鹽熔體，隨著堿含量減少，表面張力的溫度系數(shù)由負逐漸接近零值，當堿含量再減少時 dσ /dT也將出現(xiàn)正值。 溫度反?，F(xiàn)象 ? 對 PbO－ SiO2系統(tǒng)玻璃，其表面張力隨溫度升高而略微變大，溫度系數(shù)為正值。s時的溫度，是玻璃成形的溫度。s的溫度，在該溫度，粘性流動事實上不復存在，玻璃在該溫度退火時不能除去其應力。P2O5 220 1323 2 Na2O 3）結晶相組成種類的多少 ? 氧化物玻璃：通過橋氧形成網(wǎng)絡結構的玻璃。 熔體的黏度、熔點等性質直接影響析晶動力學過程！ 注意：黏度和熔點是生成玻璃的重要標志， 冷卻速度是形成玻璃的重要條件！ 玻璃形成的結晶化學條件 1）鍵強 ＝單鍵強度正離子的配位數(shù) 氧化物分解能(1)單鍵強度 335kJ/mol(或 80kcal/mol)的氧化物 —— 網(wǎng)絡形成體。 性質 溫度 Tg Tf ???????結論：任何物質不論化學組成如何，只要具備上 述四個特征都稱為玻璃。 ?轉變變得異常緩慢。SiO2＞ σCs2O 熔體的表面張力 σ （ 10－ 3 N/m） 熔體 溫度（ ℃ ） σ 熔體 溫度（ ℃ ） σ H2O 25 72 Si O2 1800 307 N a C l 1080 95 1300 290 B2O3 900 80 F eO 1420 585 P2O5 1000 60 PbO 1000 128 Na2O 1300 290 鈉鈣硅酸鹽熔體 （ Na2O ∶ C a O ∶ Si O2 ＝ 16 ∶ 10 ∶ 74 ） 1000 316 Li2O 1300 450 Al2O3 2150 550 1300 380 鈉硼硅酸鹽熔體 （ Na2O ∶ B2O3∶ Si O2 ＝ 20 ∶ 10 ∶ 70 ） 1000 265 Z r O2 1300 350 瓷器中玻璃相 1000 320 G e O2 1 150 250 瓷釉 1000 250 ～ 2 80