第一章玻璃的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(參考版)
2024-10-21 12:58本頁(yè)面
【正文】 玻璃的結(jié)構(gòu)有怎樣的特點(diǎn)？ 常用的玻璃有哪幾種？結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)。 根據(jù)著色機(jī)理的特點(diǎn)，顏色玻璃大致可以分為離子著色、硫硒化物著色和金屬膠體著色三大類(lèi)。 c：溫度 d：熱歷史 玻璃的光學(xué)常數(shù) （折射率、平均色散、部分色散、色散系數(shù)） 阿貝數(shù)（色散系數(shù)） ——色散系數(shù)或色散倒數(shù)，用 re表示。 a：玻璃內(nèi)部離子極化率 ↑，玻璃 p越大，折射率越大，反之亦然。 六、玻璃的光學(xué)性質(zhì) 玻璃的折射率 n ① n=c/v ， c， v分別為光在真空核玻璃中的傳播速度，一般玻璃的 n為 —。在 100℃ 以下，溫度每升高 10℃ ，侵蝕速度增加 50%—150% ， 100℃ 以上時(shí)，侵蝕作用石鐘山劇烈的。 ② 熱處理 a：退火 酸性水氣中， R2O表面偏折，而與酸性 SO2氣中和，形成“白霜”從而 ↓R2O含量 ↑化穩(wěn) 非酸性水 223。 e: 少量 Al2O3引入，有利于 ↑化穩(wěn) 【 AlO4】 修補(bǔ) 【 SiO4】 ，提高化穩(wěn)。 水汽對(duì)玻璃的侵蝕，首先是以離子交換為主的釋堿過(guò)程，后來(lái)逐漸地過(guò)渡到以破壞網(wǎng)絡(luò)為主的溶蝕過(guò)程。 五、玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 侵蝕機(jī)理 ① 水對(duì)玻璃的侵蝕 開(kāi)始于水中的 H+和玻璃中的 Na+離子交換 Si Na+ + H+OH Si OH + NaOH 而后進(jìn)行水化，中和反應(yīng) 水化 Si OH + 3/2 H2O HO Si OH 中和 Si（ OH） 4 + NaOH 【 Si（ OH） 3O】 Na+ + H2O ② 酸對(duì)玻璃的侵蝕：一般通過(guò)與水的作用侵蝕玻璃 ③ 堿對(duì)玻璃的侵蝕 硅酸鹽玻璃一般不耐堿，堿對(duì)玻璃的侵蝕是通過(guò) OH離子破壞硅骨架而產(chǎn)生 SiO群，使 SiO2溶解在溶液中?！?（ 3） R2O總量不變引入兩種不同的 R+離子產(chǎn)生混合堿效應(yīng) 能使 240?！?，能引起斷網(wǎng)氧化物 240。 一般用沖擊強(qiáng)度（反應(yīng)了材料抵抗裂紋擴(kuò)展核抗脆斷的能力）來(lái)表示。s之間的溫度 ? ⑥ 操作范圍：相當(dāng)于成型時(shí)玻璃表面的溫度范圍 ? ⑦ 熔化溫度：相當(dāng)于粘度為 10pas時(shí)的溫度 ? ④ 變形點(diǎn)： 1010 —1011 pas時(shí)的溫度 ? ② 轉(zhuǎn)變點(diǎn)：相當(dāng)于粘度為 1012 pa 玻璃粘度與成分的關(guān)系 ? SiO2 Al2O3 ZrO 提高玻璃粘度 ? 堿金屬氧化物 R2O 降低玻璃粘度， PbO， CdO, Bi2O3 , SnO， R2O解聚 ? 堿土金屬氧化物對(duì)玻璃粘度的作用，一方面可能引起粘度減小，另一方面也可以使粘度增大。 在 1011— 1014 pa pas）單位 ? 1. 玻璃的粘度 隨溫度 ↓而 ↑，并連續(xù)變化。 ② 系統(tǒng)中一般存在兩種不同類(lèi)型的不混溶特性 穩(wěn)定分相：液組線(xiàn)以上就開(kāi)始分液不利于生產(chǎn)，易產(chǎn)生層狀結(jié)構(gòu) 亞穩(wěn)分組：液相溫度以下才開(kāi)始分相，有重要意義。由于成核劑使 S值 ↓，因而影響 rx 與△ G的值。當(dāng)新相的尺寸太小時(shí)，△ G呈 ↑ ,當(dāng)新相的尺寸 r 達(dá)到一定時(shí)，△ G則 ↓ ,則新相可以穩(wěn)定生長(zhǎng)。 結(jié)論 Iv呈極值變化 過(guò)冷度 ?T = TM－ T 二、熔體和玻璃體的相變 熔體和玻璃體的成核過(guò)程 ① 均勻成核（本征成核，自發(fā)成核） 宏觀均勻的玻璃中，在沒(méi)有外來(lái)物參與下與相界、結(jié)構(gòu)缺陷等無(wú)關(guān)的成核過(guò)程。 Iv= P * D 其中： P－－臨界核坯的生長(zhǎng)速率 D－－相鄰原子的躍遷速率 D P Iv ?T 速率 一方面： ?T 粘度 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)困難，難于擴(kuò)散到晶核表面，不利于成核和長(zhǎng)大。 PbSiO4 ΔGv= Na2SiO3 ΔGv= ?；芰Γ? SiO2 PbSiO4 Na2SiO3 眾多科學(xué)家從： d、 α、 ΔH、 ΔS等熱力學(xué)數(shù)據(jù)研究玻璃形成規(guī)律，結(jié)果都是失敗的！熱力學(xué)是研究反應(yīng)、平衡的好工具，但不能對(duì)玻璃形成做出重要貢獻(xiàn)！ 形成玻璃的動(dòng)力學(xué)條件 Tamman觀點(diǎn) ： 影響析晶因素 :成核速率 Iv和晶體生長(zhǎng)速率 u －－需要適當(dāng)?shù)?過(guò)冷度： ?過(guò)冷度增大， 熔體粘度 增加，使質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)困難，難于從熔體中擴(kuò)散到晶核表面，不利于晶核長(zhǎng)大； ?過(guò)冷度增大，熔 體質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能 降低，有利于質(zhì)點(diǎn)相互吸引而聚結(jié)和吸附在晶核表面，有利于成核。 ΔGv越小析晶動(dòng)力越小，越容易形成玻璃?！?S 高溫時(shí) –T 第二節(jié) 玻璃的生成規(guī)律及相變 目前，制備玻璃態(tài)物質(zhì)的方法很多：氣相沉積法，液相沉積法，電沉積法。不參加網(wǎng) 絡(luò)。 (5)含硼的稀土金屬玻璃在光學(xué)方面也有重要應(yīng)用 。 (3)
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