chap1玻璃及其結(jié)構(gòu)-閱讀頁
2025-06-03 21:49本頁面
【正文】 BO4]四面體最多，粘度達到最高點； ? B2O3含量繼續(xù)增加，較多量的 B2O3引入使 Na2O/ B2O31， “游離”氧不足， B3＋ 開始處于層狀 [BO3]中，使結(jié)構(gòu)趨于疏松，粘度又逐步下降。由于極化使離子變形，共價鍵成分增加，減弱了 Si－ O鍵力，溫度一定時，引入等量的具有 18電子層結(jié)構(gòu)的二價副族元素離子 Zn2+、 Cd2+、 Pb2+等較引入含 8電子層結(jié)構(gòu)的堿土金屬離子更能降低系統(tǒng)的粘度。 氣泡和結(jié)晶的生成和長大 ， 是從液相中析出氣相或固相 ，界面能小則容易生成 。 玻璃熔體中表面張力比母體玻璃低 ， 條紋很容易散開和消失 。 表面張力與溫度的關(guān)系 一般規(guī)律： 溫度升高，質(zhì)點熱運動增加，體積膨脹，相互作用變?yōu)樗沙?，表面張力降低? 鉀鉛硅酸鹽玻璃的表面張力與溫度的關(guān)系 600 700 800 300 400 500 600 700 800 900 表面張力 σ(dyne/cm) 溫度（ ℃ ） 表面張力與組成的關(guān)系 結(jié)構(gòu)類型相同的離子晶體，其晶格能越大，則其熔體的表面張力也越大；其單位晶胞邊長越小，熔體的表面張力也越大。 O/Si比 一般說 O/Si愈小，熔體中復(fù)合陰離子團愈大， e/r值變?。?e是復(fù)合陰離子團所帶的電荷， r是復(fù)合陰離子團的半徑） ，相互間作用力愈小，因此這些復(fù)合陰離子團就部分地被排擠到熔體表面層，使表面張力降低。 σL12OSiO2＞ σK2OSiO2 Na2OSiO2系統(tǒng)熔體成分對表面張力的影響 290 表面張力σ(dyne/cm) SiO2(mol%) 280 300 50 60 70 80 200 250 300 350 0 表面張力σ(dyne/cm) R2O4(mol%) 20 40 60 300℃ 時 R2OSiO2系統(tǒng)玻璃與成分的關(guān)系表面張力 氧化物對表面張力的影響 類 別 氧化物 備 注 類 別 氧化物 備 注 Si O2 Na2O G e O2 La2O3 T i O2 Nb2O3 Z r O2 Ga2O3 SnO2 Ⅰ 表面惰性組分 Pr2O5 Al2O3 K2O B e O Rb2O MgO Cs2O C a O PbO SrO B2O3 B a O Sb2O3 Z nO As2O3 C d O Ⅱ 表面活性組分 P2O5 Na3A l FNa2Si F6也能顯著降低表面張力 MnO V2O5 F eO WO3 C o O MoO3 N i O C r O3 ( C r2O3) Ⅰ 表面惰性組分 Li2O C aF2也屬于上述組分 Ⅲ 溶解性差而表面活性強組分 SO3 這些組分能使熔體表面張力降低 20 ～ 30 ％或更多 玻璃的密度與力學性質(zhì) 密 度 玻璃單位體積的質(zhì)量稱為玻璃的密度。 溫度 ↑ 密度 ↓ 壓力 ↑ 密度 ↑ （固化中） 配位狀態(tài)的改變，玻璃的密度也有明顯的變化 2. 固體玻璃的性質(zhì) 彈 性 彈性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，外力去掉后恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。 T↑ E↓ Na+、 K+、 Sr2+、 Ba2+等氧化物離子半徑大 、 低電荷不利于提高玻璃彈性模量 Li+、 Be2+、 Mg2+、 Al3+、 Ti4+等氧化物離子半徑小 、 極化能力強 →E↑ 。 理論強度 σth 其中： E——彈性模量 T——斷裂表面能； r0——原子平衡距離。并提出了斷裂發(fā)生的條件：當裂紋擴展所釋放出來的變形能等于和大于裂紋擴展所需的能量是，裂紋將擴展。玻璃的硬度取決于玻璃的化學成分，還與組成原子半徑、電荷大小，以及堆積密度有關(guān)。玻璃的脆性與成分、均勻性、熱處理等有關(guān)。 熱膨脹系數(shù) 由于溫度上升，質(zhì)點熱振動的振幅增加而導(dǎo)致它們間距增大，使玻璃產(chǎn)生熱膨脹。 R2O與 RO對熱膨脹系數(shù)的影響次序為： Rb2OCs2OK2ONa2OLi2O BaOSrOCaOCdOZnOMgOBeO 比 熱 比熱是 1克物質(zhì)溫度升高 1℃ 所需的熱量。 一般介于 卡 /cm ? s?℃ 熱穩(wěn)定性 玻璃經(jīng)受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱為熱穩(wěn)定性。 cdEPK ???K——玻璃的熱穩(wěn)定系數(shù) ， ℃ ?cm/s1/2； P——玻璃抗張強度極限 ， N/mm2； α——玻璃的線膨脹系數(shù) ， ℃ 1； E——玻璃的彈性模量 ， N/mm2； λ——玻璃的導(dǎo)熱系數(shù) ， J/cm?s?℃ ； c——玻璃的熱容 ， J/g?℃ ； d——玻璃的密度， g/cm3。 顏色玻璃的光吸收突出表現(xiàn)為在可見光范圍內(nèi)的 選擇性吸收 。折射率可以表示為： n=c/v 式中： c——光在真空中的傳播速度； v——光在玻璃中的傳播速度 。xB2O3(21－ x) K2O如電導(dǎo)、電阻、粘度、介電損耗、離子擴散速度，以及化學穩(wěn)定性等。如折射率、分子體積、色散、密度、彈性模量、硬度、熱膨脹系數(shù)等 玻璃性質(zhì)隨溫度變化的關(guān)系 lg A 1/T 1 2 轉(zhuǎn)變區(qū) lg B T 1 2 轉(zhuǎn)變區(qū) 1電阻 2粘度 1折射率 2彈性
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