[材料科學(xué)]第4章高聚物及非晶態(tài)材料(編輯修改稿)
2025-02-15 13:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 其熔體 ?增加；單位晶胞尺寸小則其熔體 ?增加 。 ? 化學(xué)鍵型對(duì)表面張力也有很大影響：金屬鍵 共價(jià)鍵 離子鍵 分子鍵 。 ? 硅酸鹽熔體為共價(jià)鍵與離子鍵的混和鍵型，表面張力介于二者之間。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 總之，熔體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)作用力加強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致 ?升高 材料科學(xué)基礎(chǔ) ④ 介質(zhì)： ? 常指與其自身飽和蒸汽或者空氣接觸時(shí)的數(shù)值，介質(zhì)改變將產(chǎn)生 ? 的變化。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 注意： 熔體 ?不能取其各自成分的 ?i進(jìn)行加和計(jì)算，兩種熔體混合時(shí)也不能進(jìn)行加和計(jì)算。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 玻璃的通性 材料科學(xué)基礎(chǔ) 四大通性： 、可逆的，在一定溫度范圍內(nèi)完成，無固定熔點(diǎn) ，物理、化學(xué)性質(zhì)連續(xù)變化 材料科學(xué)基礎(chǔ) 1. 各向同性 均質(zhì)玻璃體各個(gè)方向的性質(zhì) ， 如折射率 、硬度 、 彈性模量 、 熱膨脹系數(shù)等都是相同的 ，玻璃的各向同性是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)無序排列而呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)均質(zhì)結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn) 。 如果玻璃中存在應(yīng)力或者非均質(zhì)玻璃 ， 則可顯示出各向異性 。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 2. 介穩(wěn)性 指玻璃具有析晶不穩(wěn)定性與析晶困難相對(duì)穩(wěn)定性的統(tǒng)一。 熔體 u晶體 u玻璃體 uU2? u1? u? u = ? u1 2? u材料科學(xué)基礎(chǔ) 3. 熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)是漸變的、可逆的，在一定溫度范圍內(nèi)完成，無固定熔點(diǎn)。 VUTg3Tg1Tg2T TM慢冷 R 1快冷 R 32中冷 R析晶? Tg— 玻璃轉(zhuǎn)變溫度 ? Tg，固體（玻璃 ） ? Tg，熔體 ? 只有熔體 ?玻璃體可逆的轉(zhuǎn)變溫度范圍 材料科學(xué)基礎(chǔ) 玻璃軟化溫度 Tf 當(dāng)對(duì)玻璃加熱到某溫度時(shí)，便會(huì)逐漸出現(xiàn)軟化，可以進(jìn)行吹制、拉制成型玻璃制品，玻璃開始呈現(xiàn)液體狀態(tài)典型特性 材料科學(xué)基礎(chǔ) ? Tg~Tf —— 反常間距 或 轉(zhuǎn)變范圍 ? 玻璃許多性質(zhì)發(fā)生急變 ? 特有的過渡溫度范圍。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 4. 由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，物理、化學(xué)性質(zhì)連續(xù)變化。 IIII I IIIII I I性質(zhì)溫度T Tgf結(jié)構(gòu)急速變化，性質(zhì)隨之突變。對(duì)控制玻璃性質(zhì)有重要意義 材料科學(xué)基礎(chǔ) 玻璃的形成 材料科學(xué)基礎(chǔ) 1. 玻璃態(tài)物質(zhì)的形成方法 材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 傳統(tǒng)方法 —— 玻璃原料經(jīng)加熱熔融 ，再經(jīng)快速冷卻 ? 冷卻速度 106 ?C/s時(shí) ， 金屬材料也可以形成非晶金屬 。 ? 出現(xiàn)了許多新技術(shù)，獲得玻璃態(tài)物質(zhì)。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 材料科學(xué)基礎(chǔ) 2. 玻璃形成的熱力學(xué)觀點(diǎn) 材料科學(xué)基礎(chǔ) 熔體冷卻時(shí)釋放能量的 3種方式： ① 結(jié)晶化 ② 玻璃化 ③ 分相 材料科學(xué)基礎(chǔ) 根據(jù)熱力學(xué)理論，玻璃態(tài)物質(zhì)總有降低內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的趨勢，如果玻璃化釋放的能量較多，使玻璃與晶體的內(nèi)能相差很少，那么這種玻璃的析晶能力小，也能以亞穩(wěn)態(tài)長時(shí)間穩(wěn)定存在。 —— 作為形成玻璃的熱力學(xué)條件 材料科學(xué)基礎(chǔ) 3. 玻璃形成的動(dòng)力學(xué)條件 材料科學(xué)基礎(chǔ) 不考慮分相，玻璃化和結(jié)晶化是兩個(gè)對(duì)立的過程，對(duì)結(jié)晶化不利的條件恰恰是形成玻璃的有利條件。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 結(jié)晶過程 晶核生成速率（成核速率） 晶核生長速率（ u） Iv = f(?T) u = f(?T) TTT M ???材料科學(xué)基礎(chǔ) ? TuuIvIvA? TuuIvI vB材料科學(xué)基礎(chǔ) 動(dòng)力學(xué)條件研究： —— 3T 圖 （ TimeTemperatureTransformation） 材料科學(xué)基礎(chǔ) ),(343vβtTftuIVV???= 106 材料科學(xué)基礎(chǔ) 過冷度(K)時(shí)間( s )玻璃晶體ABC10 10 10 10 10 1014 2 62 8 10410401 0 01 2 0806020如何解釋 3T圖的形狀？ 材料科學(xué)基礎(chǔ) nnc/ tTdtdT????????nMn TTT ???過冷度(K)時(shí)間(s )玻璃晶體ABC10 10 10 10 10 1014 2 62 8 10410401 0 01 2 0806020比較不同物質(zhì)形成玻璃的能力 材料科學(xué)基礎(chǔ) 4. 玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)條件 ? 鍵 強(qiáng) ? 鍵 型 材料科學(xué)基礎(chǔ) （ 1） 鍵強(qiáng)
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