無機材料工藝原理10玻璃的形成(編輯修改稿)
2024-11-14 15:58 本頁面
【文章內容簡介】 玻璃態(tài) 1294 β －石英 860 β －鱗石英 854 β －方石英 858 S i O2 玻璃態(tài) 848 晶態(tài) 1258 Na2S i O3 玻璃態(tài) 1507 3．玻璃形成的動力學條件 析晶分為晶核生成與晶體長大兩個過程。 均態(tài)核化 ：熔體內部自發(fā)成核。 非均態(tài)核化 ：由表面、界面效應，雜質、或引入晶核劑等各種因素支配的成核過程。 晶核生成速率 IV是指單位時間內單位體積熔體中所生成的晶核數(shù)目（個 /cm3s ）； 晶體生長速率 u是指單位時間內晶體的線增長速率（ cm/s）。 Iv與 u均與過冷度（△ T＝ TM－ T）有關（ TM為熔點）。 圖 3－ 12稱為物質的析晶特征曲線。由圖可見， IV與 u曲線上都存在極大值。 圖 312 成核、生長速率與過冷度的關系 u u ΔT IJ IJ u u ΔT Iv Iv 圖 313 析晶體積分數(shù)為 106時具有不同熔點物質的 TTT曲線 ATm= BTm= CTm= A B C 10－ 4 10－ 2 102 104 106 108 1010 1 120 100 80 60 40 20 時間（ s） 過冷度（K） 實驗證明： 當晶體混亂地分布于熔體中時，晶體的體積分數(shù)（晶體體積／玻璃總體積 Vβ /V）為 10－ 6時，剛好為儀器可探測出來的濃度。根據(jù)相變動力學理論，通過式（ 3－ 9）估計防止一定的體積分數(shù)的晶體析出所必須的冷卻速率。 Vβ ／ V ≈ л /3 Ivu3t4 （ 3－ 9） 式中 Vβ 一析出晶體體積； V—— 熔體體積； Iv一－成核速率； u—— 晶體生長速率； t— 一時間。 4． 玻璃形成的結晶化學條件 （ 1）復合陰離子團大小與排列方式 從硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽等無機熔體轉變?yōu)椴Ａr，熔體的結構含有多種負離子集團，這些集團可能時分時合。這種大型負離子集團可以看作由不等數(shù)目的［ SiO4］ 4－ 以不同的連接方式歪扭地聚合而成，宛如歪扭的鏈狀或網絡結構。 不同 O／ Si比對應著一定的聚集負離子團結構，形成玻璃的傾向大小和熔體中負離子團的聚合程度有關。聚合程度越低，越不易形成玻璃；聚合程度越高，特別當具有三維網絡或歪扭鏈狀結構時，越容易形成玻璃。 硼酸鹽、鍺酸鹽、磷酸鹽等無機熔體中，也可采用類似硅酸鹽的方法，根據(jù) O/B、 O/Ge、O/P比來粗略估計負離子集團的大小。根據(jù)實驗，形成玻璃的 O/B、 O/Si、 O/
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