chap1玻璃及其結(jié)構(gòu)-展示頁
2025-05-26 21:49本頁面
【正文】 密而可看作是無規(guī)則的固體物質(zhì) 圖爾（ . Tool） 和埃赫林（ . Fichlin） 提出膠體假說 索斯曼（ . Sosman） 和鮑特文（ ） 的聚集假說等 微晶子學(xué)說 蘭達(dá)爾（ Randell） 于 1930年提出了玻璃結(jié)構(gòu)的微晶子學(xué)說。 玻璃結(jié)構(gòu)理論 玻璃結(jié)構(gòu)是指玻璃中質(zhì)點在空間的幾何配置、有序程度，以及它們彼此間的結(jié)合狀態(tài)。這一溫度也就是圖爾（ Tool）提出的著名的 “ 假想溫度 ” 。因此，玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)由 Tg－ Tf區(qū)間內(nèi)保持的溫度所決定。S之間。 在 Tg以下 這一階段熱處理，在一定限度內(nèi)仍可以消除以往所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不均勻性。 Tg和 Tf之間這個溫度區(qū)稱為玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū) Tg－ Tf的大小決定于玻璃的化學(xué)組成 對于一般玻璃來說，變動范圍由幾十到幾百度 2．玻璃轉(zhuǎn)變 在 Tf以上 溫度較高，玻璃粘度相應(yīng)較小，質(zhì)點的流動和擴(kuò)散較快，結(jié)構(gòu)的改變能立即適應(yīng)溫度的變化，因而結(jié)構(gòu)變化幾乎是瞬間的，經(jīng)常保持其平衡狀態(tài)。 圖 12 R2OSiO2系玻璃 R2O %與分子體積的變化關(guān)系 1 2 3 0 30 40 20 10 50 20 28 30 26 24 22 V M R2O(mol%) 玻璃的理化性質(zhì)隨溫度的變化是連續(xù)的 玻璃由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時，其凝固是逐漸的和可逆的 玻璃體由熔融態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，或加熱的相反過程，其物化性質(zhì)是連續(xù)的。但玻璃則不同，在玻璃形成范圍內(nèi)，成分可以連續(xù)變化。 介穩(wěn)性 玻璃處于介穩(wěn)狀態(tài)，就是說，玻璃物質(zhì)是由熔融體過冷卻或其它方法形成玻璃時，系統(tǒng)所含有的內(nèi)能并不處于最低值。就是說，玻璃態(tài)物質(zhì)在各個方向的 硬度 、 彈性模量 、 熱膨脹系數(shù) 、熱傳導(dǎo)系數(shù) 、 折射率 、 導(dǎo)電率 等都是相同的，而非等軸晶系的晶體具有各向異性。 狹 義 玻璃是一種在凝固時基本 不結(jié)晶 的無機(jī)熔融物 167。 167。玻 璃 特種玻璃 《特種玻璃》 教 材： 《 玻璃工藝學(xué) 》 西北輕工業(yè)學(xué)院 主編 參考文獻(xiàn)： 《無機(jī)非金屬材料工學(xué)》林宗壽編 《特種光學(xué)玻璃》曹志峰 編著 兵器工業(yè)出版社 《新型玻璃》潘守芹等編等 《玻璃化學(xué)》 (民主德國 )福格爾 (W. Vogel)著 。 謝于深譯 輕工業(yè)出版社 , 主要內(nèi)容 上 篇 基礎(chǔ)篇 第一章 玻璃及其結(jié)構(gòu)理論 第二章 玻璃的形成規(guī)律 第三章 玻璃工藝學(xué) 下 篇 各論篇 第四章 顏色濾光玻璃 第五章 原子技術(shù)玻璃 第六章 微晶玻璃 第七章 光導(dǎo)纖維 第八章 其它光學(xué)功能玻璃 第一章 玻璃及其結(jié)構(gòu) 本章習(xí)題： 1. 名詞解釋 玻璃通性、玻璃轉(zhuǎn)變、玻璃料性、逆性玻璃、硼效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)外體、網(wǎng)絡(luò)中間體、混合堿效應(yīng) 2. 論述題 1) 比較玻璃結(jié)構(gòu)理論中微晶子學(xué)說與無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說； 2) 論述影響玻璃性質(zhì)的結(jié)構(gòu)因素。 玻璃的概念 廣 義 玻璃是呈現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的 非晶態(tài)固體 。 玻璃通性與玻璃轉(zhuǎn)變 1．玻璃的通性 各向同性 玻璃體的任何方向具有相同性質(zhì)。 必須指出，玻璃中存在內(nèi)應(yīng)力時，結(jié)構(gòu)均勻性就遭到破壞，玻璃就顯示出各向異性，如出現(xiàn)明顯的雙折射現(xiàn)象。 圖 11 結(jié)晶和形成玻璃時物質(zhì)內(nèi)能與比體積隨溫度的變化示意圖 T HV 過冷液體 晶態(tài) 玻璃態(tài) A B C D E F 液體 Tm Tg 慢速 快速 玻璃的性質(zhì)也隨成分連續(xù)變化 除形成連續(xù)固溶體外，二元以上晶體化合物有固定的原子或分子比，因此它們的性質(zhì)變化是非連續(xù)的。圖 12為 R2OSiO2系玻璃分子體積的變化。 圖 13 玻璃性質(zhì)與溫度的關(guān)系 a b c d a’ b’ c’ d’ d” c” b” a” Ⅰ Ⅱ Ⅲ Tg Tf 溫度 性質(zhì) Tg相應(yīng)粘度 1012 Pa?s時的溫度，稱為轉(zhuǎn)變溫度（轉(zhuǎn)變點） Tf稱為軟化溫度（軟化點），相應(yīng)于粘度 108 Pa?s時的溫度。 在 Tg以下 溫度低，粘度極大，質(zhì)點重排的速度極低，溫度變化的快慢，對結(jié)構(gòu)、性能影響也相當(dāng)小。這一區(qū)域的粘度范圍相當(dāng)于 Pa這個溫度間距一般稱為退火區(qū)域 在 Tg－ Tf范圍內(nèi) 玻璃粘度介于上述兩種情況之間，質(zhì)點可以適當(dāng)移動，結(jié)構(gòu)狀態(tài)趨向平衡所需的時間較短。當(dāng)玻璃冷卻到室溫時，它保持著與這溫度區(qū)間的某一溫度相應(yīng)的平衡結(jié)構(gòu)狀態(tài)和性能。 圖 14 退火玻璃與淬火玻璃在 520℃ 時密度的平衡過程 1——退火玻璃 2——淬火玻璃 2 1 ρ 時間 h 密度 100 3. 熱歷史 急冷試樣 ℃ 退火試樣 t lg η 圖 15 兩不同熱歷史玻璃試樣在 ℃ 保溫下的粘度 時間曲線 圖 16 淬火玻璃與退火玻璃在 520℃ 時密度的平衡過程 1——淬火玻璃 2——退火玻璃 熱膨脹 溫度 1 2 Tg Tf 167。 通過對玻璃結(jié)構(gòu)的研究，來了解玻璃性能與結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，進(jìn)而對玻璃的性能進(jìn)行改進(jìn)和研究新材料。認(rèn)為玻璃由微晶與無定形物質(zhì)兩部分組成。微晶尺寸為 nm， 其含量占 80%以上。它們是尺寸極其微小、晶格極度變形的有序排列區(qū)域。 折射率 溫度 520 圖 17 玻璃折射率隨溫度的變化曲線 圖 18 一種鈉硅酸鹽玻璃的折射率隨溫度的變化曲線 100 200 300 溫度 ℃ Δn 107 100 200 β?γ鱗石英 α?β鱗石英 α?β方石英
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1