[材料科學]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
【文章內容簡介】 其熔體 ?增加；單位晶胞尺寸小則其熔體 ?增加 。 ? 化學鍵型對表面張力也有很大影響：金屬鍵 共價鍵 離子鍵 分子鍵 。 ? 硅酸鹽熔體為共價鍵與離子鍵的混和鍵型，表面張力介于二者之間。 材料科學基礎 總之，熔體內部質點作用力加強，會導致 ?升高 材料科學基礎 ④ 介質： ? 常指與其自身飽和蒸汽或者空氣接觸時的數(shù)值，介質改變將產生 ? 的變化。 材料科學基礎 注意： 熔體 ?不能取其各自成分的 ?i進行加和計算，兩種熔體混合時也不能進行加和計算。 材料科學基礎 玻璃的通性 材料科學基礎 四大通性： 、可逆的，在一定溫度范圍內完成，無固定熔點 ，物理、化學性質連續(xù)變化 材料科學基礎 1. 各向同性 均質玻璃體各個方向的性質 ， 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部質點無序排列而呈現(xiàn)統(tǒng)計均質結構的外在表現(xiàn) 。 如果玻璃中存在應力或者非均質玻璃 ， 則可顯示出各向異性 。 材料科學基礎 2. 介穩(wěn)性 指玻璃具有析晶不穩(wěn)定性與析晶困難相對穩(wěn)定性的統(tǒng)一。 熔體 u晶體 u玻璃體 uU2? u1? u? u = ? u1 2? u材料科學基礎 3. 熔融態(tài)轉變?yōu)椴ＡB(tài)是漸變的、可逆的，在一定溫度范圍內完成，無固定熔點。 VUTg3Tg1Tg2T TM慢冷 R 1快冷 R 32中冷 R析晶? Tg— 玻璃轉變溫度 ? Tg，固體（玻璃 ） ? Tg，熔體 ? 只有熔體 ?玻璃體可逆的轉變溫度范圍 材料科學基礎 玻璃軟化溫度 Tf 當對玻璃加熱到某溫度時，便會逐漸出現(xiàn)軟化，可以進行吹制、拉制成型玻璃制品，玻璃開始呈現(xiàn)液體狀態(tài)典型特性 材料科學基礎 ? Tg~Tf —— 反常間距 或 轉變范圍 ? 玻璃許多性質發(fā)生急變 ? 特有的過渡溫度范圍。 材料科學基礎 4. 由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉變過程中，物理、化學性質連續(xù)變化。 IIII I IIIII I I性質溫度T Tgf結構急速變化，性質隨之突變。對控制玻璃性質有重要意義 材料科學基礎 玻璃的形成 材料科學基礎 1. 玻璃態(tài)物質的形成方法 材料科學基礎 ? 傳統(tǒng)方法 —— 玻璃原料經加熱熔融 ，再經快速冷卻 ? 冷卻速度 106 ?C/s時 ， 金屬材料也可以形成非晶金屬 。 ? 出現(xiàn)了許多新技術，獲得玻璃態(tài)物質。 材料科學基礎 材料科學基礎 2. 玻璃形成的熱力學觀點 材料科學基礎 熔體冷卻時釋放能量的 3種方式： ① 結晶化 ② 玻璃化 ③ 分相 材料科學基礎 根據(jù)熱力學理論，玻璃態(tài)物質總有降低內能轉變?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)長時間穩(wěn)定存在。 —— 作為形成玻璃的熱力學條件 材料科學基礎 3. 玻璃形成的動力學條件 材料科學基礎 不考慮分相，玻璃化和結晶化是兩個對立的過程，對結晶化不利的條件恰恰是形成玻璃的有利條件。 材料科學基礎 結晶過程 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 ???材料科學基礎 ? TuuIvIvA? TuuIvI vB材料科學基礎 動力學條件研究： —— 3T 圖 （ TimeTemperatureTransformation） 材料科學基礎 ),(343vβtTftuIVV???= 106 材料科學基礎 過冷度(K)時間( 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？ 材料科學基礎 nnc/ tTdtdT????????nMn TTT ???過冷度(K)時間(s )玻璃晶體ABC10 10 10 10 10 1014 2 62 8 10410401 0 01 2 0806020比較不同物質形成玻璃的能力 材料科學基礎 4. 玻璃形成的結晶化學條件 ? 鍵 強 ? 鍵 型 材料科學基礎 （ 1） 鍵強
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