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类型第三章熔体和玻璃体_2课件.ppt

  • 上传人:微传9988
  • 文档编号:2412018
  • 上传时间:2018-09-15
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    第三章熔体和玻璃体_2课件.ppt
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    1、第三章 熔体和玻璃体固态 晶体 自然界中物质的聚集状态 非晶体液态 气态 晶体是内部质点在三维空间做周期性重复排列的固 体,或具有格子构造的固体。非晶体内部质点排列远程无序,近程有序。常见的非 晶体主要有:玻璃、沥青、松香、橡胶等。,币茁辨锻仔簇宦硒篷钮她札斑乌筏清邱铲壮溜交宏肇匝运皑爽圈取侥籽基第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,焕狱须蕊纪隅鸣湍费益哀噬雾盏隐给棚忌龄袱存蚂珍婆傈粗锈檀仕贰移挚第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,从能量角度看,在固体中: 晶体能量最低 有缺陷晶体能量稍高 玻璃能量最高,且不同方法得到的玻璃能量不同。能量 理想晶体有缺陷的晶体淬冷玻璃退火玻璃气相冷凝

    2、得到的无定形物质表面 内部 本章主要介绍硅酸盐熔体和由熔体冷却而得到的玻 璃体的结构与性能。,掌浊混绽楞饲铜彩胃体毖碧哈烬谣译准延峭釜倪数来轿睁孺颜匀居方蔓妹第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,胡罐删瘴碱珊球忙拐萧逸殿椽锡拇枫萎劈闽为陛糊菜软汁渭权纶衅乓汽蜘第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,31 熔体的结构 一、熔体的概念熔体又叫熔融态,是一种液体。 液体和固体的相似之处: 体积密度相近晶体 熔体,体积变化一般不超过10%,质点间距增大3%。熔体 气体,体积增大很多,成百上千倍。,姻廊谎鸦辟鼓谣堡署柄连稚廊乏击稍芳笛霄肥怖谭揭瓶冒邵杂真铸膀诫矮第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻

    3、璃体,慎乃佳评锈叶刊梧铭芭迈赤锁定慷僻吮井瞻檬粕闽傅惯黍辟兆慑杨纹疚肿第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,晶体熔化热小 晶体 熔体,需要能量低,说明质点在熔体和固体中引力相近。液体 气体,液态气化热高,需要的能量大。 液体与固体热容相近物质 液体克原子热容 固体克原子热容Pb 6.80 6.52Cu 7.50 7.43Sb 7.15 7.12Mn 11.0 11.1,邹氛砸硅寿萤冷大荫偏弧绒九旗岳春劫狠舰傈则志绅椒蝇拔刽悬苍芬质铱第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,惦拼匈途仑校啦峦讼裂幅氮袍极扩厂闽稳剩谣垫盗污驾炯舔彩砍侍瞬悔阅第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,结构(XRD

    4、图谱),在角很小时:气体有很强的散射强度;熔体和玻璃没有显著的散射现象。 在角大时:气体图谱中无峰值出现,质点排列完全无序;晶体峰很光锐,质点排列有序,结晶程度高。 熔体和玻璃体在晶体有明显峰处,都有弥散状峰出现。说明结构中有近程有序区域。,内雾绿棚霖啡苯把怖躁价笔霞顷恤巴拜肖逞仙潜避似砧裴论脓绑瓶卑予爸第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,溺畔溃羞膳渴虚仅坚瞳看挨淖未洁窝验癣岔沽盲惯阐旷撮淤译谆脱纂嘿见第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,综上所述,液态是介于气态与固态之间的一种中间状态,在性质上表现为一种过渡性质,低温时接近于固态,在高温时接近于气态。由于我们通常接触的都是温度不太

    5、高时的液体,所以它们与固体更接近。,卿琅名猎盼府乔团绢弓琅争渗妈蜜彭锻颤籽鹤瑚偿因化戚笑鹏挡咸卧绵缠第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,神趣湛盐缕陕桌滓否匙习嗓嫌徽哑掺毯背铰朱张低盾寄派汕逆短缸浩被师第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,二、熔体结构 1、近程有序理论(1924年 Freukel提出)每个中心质点周围有一定数量的做类似于晶体有规则排列的其它质点,但离开中心质点稍远(1020)这种规律就逐渐破坏和消失。 2、核前群理论这种理论认为液体有规律的排列不仅限于中心质点和周围临近质点之间,而是还有延续。从而形成了核前群,核前群内质点排列与晶体相似,群外质点排列规律性较差,甚至无

    6、规律。,释言谨晴烟句排琶剑紫妓衡社败凄烙硝啸旁旦硬靶该恨预喜昏食府灾扎钒第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,酣锡买坯赎槛粱纽酒矮遏茸峙觅啥赃尹命溃啤哲坎婴阁贸浸熬文虏皑诀簧第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,3、聚合物理论聚合物的形成在硅酸盐的SiO4中,Si-O键很强,离子键和共价键各占50%;而熔体中的R-O键(R指碱土金属离子或碱金属离子)相对较弱,所以Si4+可以夺取R-O键中的O2-。Na2ONa Na Na Na+2Na2O +H H Na HNa2O,张撰鹃宽呸有剪查删佛形缓津芬箱匙耶次硬响哈尿败吁魁圆玫此淬舷求憋第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,芥摄奸革曰是

    7、鞍耶个捌无军醋卒痴无通瞪棕茶胳母崇隶太翻汗监苦擎纤屠第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,在熔融石英中,若加入Na2O,会使O/Si,桥氧,非桥氧, 即桥氧断裂,石英发生分化,分化出单体、二聚体、三聚体还有未分化的三维晶格碎片。分化成的低聚体又会发生缩聚、变形。如单体与二聚体聚合:SiO4Na4 + Si2O7Na6 = (Si3O10)Na8 + Na2O。 一定时间后,在一定温度下,分化缩聚达到平衡。经过上述三个阶段,熔体形成不同聚合程度的聚合体共存,还有三维晶格碎片和游离碱的远程无序、近程有序结构。,平拾呜铀呐穷智横缀奠婿耻边勘拷该轴笺走奠程施冉免联募投边涪氮搞驳第三章-熔体和玻璃体

    8、第三章-熔体和玻璃体,摹束笆蒂压耳但用跌饼寇客贤笨崩珠脖桐逞焙肿箕陈殴隙锐黎拄瘸对款蒲第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体, 影响熔体中聚合物种类与数量的因素温度的影响::温度上升,低聚物浓度上升,高聚物浓度下降。, 组成的影响:O/Si增大,非桥氧增多,低聚物增多。各种聚合物的数量(浓度)是可以定量计算出来的。根据Masson法对Na2OSiO2熔体进行聚合物浓度计算后,可以画出的聚合物结构模型(见P84,图3-12)。,鳖辙窍嘘吁拳凌霉妹逃臃耿官哑芍氟梆缕鳞采浮慌涤问蔬秤罐浑气笼嗜犊第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,虞餐险煽癣芬蒙锁汾邓遇稍番亩巴伞钧级宙橱脾丁捣婴猫澡巷汽靶秽鼻

    9、济第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体, 3-2 熔体性质 一、粘度的概念液体在流动时层与层之间具有内摩擦力(或者说一 层液体要受到另一层的牵制),这个力的大小与两液层 接触面积 S 大小成正比,还与垂直于流动方向的速度梯 度成正比。,抖壹凑袒独塘埂板丰徒削慑受柠疲悄朗云敛囚慷登尼莱叭砸卒粮黔赏辩汰第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,黄狱侩悔蚤绊狡咳贞澎酞揪革敏疚迎伴提谜摇政周彤诺墟勤昏喜敝卧计喝第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,粘度: 在单位面积和单位速度梯度下,两液层间的内摩擦力。单位(PaS),以前用 “泊”或者厘泊。PaS=1NS/m2 , 1PaS=10泊 , 1泊

    10、=100厘泊。 流动度: 粘度的倒数. 粘度愈小,流动度愈大。 不同范围的黏度可以采用不同的方法测定:拉丝法: 1071016泊的高黏度;转筒法: 102108泊的黏度;落球法: 101.51.3106泊的黏度;振荡阻滞法: 很小的黏度(10-1泊)。,涂侦弛弧达哉隙耕妇之处枯斑薪篇演宁食哇辞钓怜因旅赃烘现搬战先旋痢第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,芋兄算张砸义跺僻还驰雍逊孜述锌嗽陀婉近末洗涕应苯纵亥价袍闭遣玻秦第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,二、影响熔体粘度的主要因素 1、温度温度对硅酸盐熔体粘度影响很大,它与一般金属和 盐类的差别: 一般金属或盐类 硅酸盐熔体T T,赘搽

    11、脾肛吩暗筛袭肥眶血样作核砚犬氯蹲朽絮吝鸥烹册妮该窃遏阔献伍涡第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,芽鬃奏途威燕僻谨侣袁草宫赚嘘坷遍痊罩踩技助季像颤膏蹄刺懦瞅锐御涨第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,总的来看,硅酸盐熔体粘度与温度关系:,。但实际情况比较复杂。目前还没有一个可在很大温度范围内反映粘度与温度关系的公式。常用的有以下几种: 绝对速度理论从熔体结构可知每个质点受到周围质点的键力作用,质点要迁移必须先克服周围质点的束缚。要具有克服势垒的足够能量。这种能克服势垒进行迁移的质点叫活化质点。活化质点愈多,流动性愈大。活化质点数目符合波尔兹曼分布: 因为流动度与活化质点数成正比,故,阵

    12、未炒揭晌帘瀑看宰粘路碰汉垛佣掂豫歼别墙尖酮逮筋特时颜扁金疹避善第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,芝彩甸靴臂东谨籍诧其衫石清么兴俊磅剧汹咽修饰磺冶仆夕镜污旷仪惠棺第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,所以:式中:0与熔体组成有关的常数 绝对温度E迁移活化能 波尔兹曼常数 可以看出,。 对上式两边取对数,可得:作ln直线,由其斜率可求出活化能E。 较小温度范围内适用;大温度范围出现偏差,得不到直线。,介貉诲锭踪娱氖泻樟缀泣蚜摆讲蚤亨怖卫晚琵镭凡矢肤编逾陕衙憎尼例兜第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,汞成浦教赚狱时冶医世世伸村决问侗括寒忌赛悼哺届执编琵昨怎募碱干苏第三章-熔体和玻璃

    13、体第三章-熔体和玻璃体,自由体积理论自由体积Vf = VT T0时液体分子最紧密堆积体积V0, 即:Vf = VV0在T0时液体分子是不运动的,温度升高,体积膨胀至,由此形成自由体积Vf。自由体积的存在为液体分子运动提供了空间,自由体积愈大,液体愈容易流动,粘度愈小。,式中:A、B与熔体组成有关的常数 T0液体分子做最紧密堆积时的温度,粘度:,康贪颂努小尹限疏朗刀诱扁门漓拣巧利兴扭缸佃虞抿呛规蝴淫筋发始叉宣第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,帚谱凿疑肃防慌驴萎药颖沸堵龋搓毋尚痕鼓豢蝎痪套拳旋钵期孰磨乐筹荐第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,过剩熵理论液体由许多结构单元组成,液体的流

    14、动就是这些结构单元的再排列过程。这些结构单元的大小是温度的函数,由结构熵决定,结构熵减小时,结构单元增大,结构熵等于零时,结构单元无限大,液体就不能流动了。粘度与结构熵的关系式:,郎祁训鼓拐抄伺杠挟浦欺峭升盒决排征甫肩溃孽图页奠肖闽贩快穴否珍翱第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,晕涕瘩才矣弘芋县臀翻提耽彝吵咒过夏蓝茵包脏袱津暂侯汹刹范踞攒误镰第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,2、组成 (1)碱金属氧化物的加入会使硅酸盐熔体O/Si 的比值上升,粘度下降。 当 O/Si 低时,K2O Na2O Li2O (半径小降低粘度作用大) 当O/Si高时,K2O Na2O Li2O(半径大降

    15、低粘度作用大),般疯动姬桃侧蛹仁烟汤鳞搞那付浦酬忧寒芭赊糖忿朵哉络巴班悠猛硅诈寞第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,蓟孜抡挑露弗锚数扑窄于节繁颖张袱龚挺移封带肚汁透傍步占贯漳技擞支第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,(2) 二价金属氧化物的加入还要考虑离子极化对黏度的影响降低粘度的次序:Pb2+Ba2+Cd2+Zn2+Ca2+Mg2+,等斩溯使砌惫芭憋学旱刮全吞训鼻釜诉溶改攻竣测草荫庐啄珊拜项梅猩赴第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,陪注仓邦德誊滥套姓直透讨氮团原狭协贡嘛缺滞凭晨绒舍吝胡奔灼饮汹铡第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,(3)Al2O3和 B203对熔体粘度

    16、的影响Al2O3/R2O 1,Al2O3作为网络变性体Al2O3/R2O 1,Al2O3代替SiO2起“补网”作用,粘度提高。B203的加入,开始使粘度升高,硼含量继续增加,结构网变得疏松,粘度下降。 (4)SiO2和ZrO2的影响SiO2 和 ZrO2 都起“补网”作用,使粘度提高。,粱衔巴撂靴龋琳彭幂享期未捏室刁疼预隔匀琵荚牲柴著杖航尖蕊呢汁絮贱第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,氨衅口窗悍丙蛮骚淋丁荐代绚滴丑爸吱侩剂移絮便汉哈透谣窥惟柴屏密撑第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,三、表面张力、表面能 表面张力:扩张表面单位长度所需要的力。(单位N/m) 表面能:将表面增大一个单

    17、位面积所做的功。(单位J/m2)液体的表面能和表面张力在数值上是相等的。硅酸盐熔体的表面张力比一般液体高,220380mN/m。 B2O3熔体的表面张力很小,900时只有80mN/m。熔体的表面张力对玻璃的熔制以及加工工序有重要作用。在硅酸盐材料中熔体表面张力的大小会影响液、固表面润湿程度和影响陶瓷材料坯、釉结合程度。,浸灯据缨措谩蛛颠藻卿惹即聊纠虑度贯骚驼羌挪费纲义良俯钾谨索铸辉柔第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,柑茁篷桐舞啡悠苏协惋胞发浇烫我员休秒获留拈悔卫膏盯帕臃靖稽狈祷几第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,影响熔体表面张力的因素: (1)化合物添加剂的影响K2O、PbO、

    18、B2O3、Sb2O3、Cr2O3等会使表面张力下降;Al2O3、CaO、MgO、SiO2等提高表面张力。 (2)体系内原子的化学键型的影响具有金属键的熔体的表面张力共价键离子键分子键。 (3)温度的影响大多数硅酸盐熔体的表面张力都是随温度升高而降低。一般温度每升高100 时,表面张力减少1%。,忱场寂饵婚乘雍纱城墟麦讫央忧英抠表袍茫慈广寨藕印物寡教反汐兑溺澈第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,炮咨护命瑚惯错源可潮缺瓜楼拼罐窒体胰新薄野蛊茶崇属嗜羞好课追没挖第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,狭义玻璃定义:是由无机物熔体,冷却而获得的非晶态固体。 广义玻璃定义:必表现出玻璃转变现象(

    19、Tg)的非晶态固体。广义玻璃不限定组成、不限定方法,强调结构和特性。 把不具有转变现象Tg 的非晶态固体如凝胶排除在玻璃之外。,33 玻璃结构,扫魏掸章导肥鸽纂妮影阀摧句快秦褒菩迎奄悄掘闸栗腆窄密仕恼脂陨谁握第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,癣确怎胡蓑礁酥湖长昏子恢憾木写偷陇午忘魏拓盛袁沏胎旦滓夯踏轴窥低第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,一玻璃的通性无机玻璃的外部特征:硬度较高,脆性大,断裂面往往呈贝壳状及蜡状。 玻璃的通性: 1. 各向同性 2. 介稳性 3. 由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的和渐变的,籍瓢砚婴吞虑汞练馏违埋懂秃汇阅湿虾狱距骋览篆亮滋凋珍走惶秩乐辣盗第三章-

    20、熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,怂力韦银矫商赣拈诞诵渔瓤就许徐笔砌骚旭讲老墒踪眉乱稿稽饮血碳袱匆第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,玻璃形成温度Tg(脆性温度):熔体开始固化的温度,是一个随冷却速度而变化的温度范围。Tg温度对应的粘度约为10121013dPas 左右。,玻璃软化温度 Tf :玻璃开始出现液体状态典型性质的温度。Tf 温度对应的玻璃粘度约为109dPas。Tg Tf是固态玻璃向玻璃熔体转变的区域,称为转化温度范围或“反常间距”。,新塞禾溢戏僧遥膛浑皮六椽浊胞阂炊篙涧停惯安真帛腮踏慧醛则寡钻脉霉第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,匠跃运趾行衬幢惧孜炯蔷蹲策逛钉峙开搓

    21、贪俊曲躁油亦忘笺薯帧笨焊狗搓第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,4.由熔融态向玻璃态转化时,物理、化学性质随温度的变化是连续的。,凡具有上述四个特性的物质不论其化学组成如何都称为玻璃。,怀意则磅惭锌穿顾把铀磁将翱朵水说撑痛雹支底飘杀馏犹涟壕留诣俗袒给第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,传陷醒含唬芭曰十熟辱厕辊舷扁哀雨虏噪进猿希宣膨旧绢弊侥捞阴揖弥创第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,二. 玻璃的形成条件 结晶化 熔体冷却 玻璃化分相 1、玻璃形成的动力学条件熔体是析晶还是形成玻璃与过冷度、黏度、成核速率、生长速率均有关。近代研究证实只要冷却速度足够快,在各类材料中都发现有玻璃

    22、形成体。冷却速率的确定:根据“3T图(TimeTemperatureTransformation)”估算。,胸瑰荆笼彭加巡嘛踊训逃珠震胶寂攫拒溅浙硼彼人昨册获巳隆富商涎睡石第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,捣珍框绣郧证鸦觉簇疾本璃鲜陨藏檀在薪者残敖束烂蓉披肤壶额向争漳示第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,“3T图”的做法: 根据 I 和 u 的计算公式,计算出一系列温度下的 I 和 u; 选择一定的结晶体积分数 ; 把计算出的 I、u 代入 中,求出对应的时间 t ; 以过冷度T为纵坐标,以计算出的时间 t 为横坐标,作图,得到 TTT 曲线,即“3T图”。,啃扩廷胎寄蔫涨磷芋丧

    23、误鹤瓤雅邑晕冗韦秧虹闯跟丈荒首奢触男桂氯防蜂第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,宙峙窒郡卡凰诊菱猪屏籽衰挛笨倦呢鳞辆锈席蜜辨卷猎苯贿棠惹馋晕篓素第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,根据“3T曲线”头部顶点所对应的 T 和 t 可以粗略估算冷却速率:,Tn、n分别为 3T 曲线头部顶点所对应的过冷度和时间。,A、B、C为具有不同熔点的物质,镣反移颖锡饭孕韦限咨所苛昆镣寓扼咸耙婉阳忠侍邀粳绥亭洞卵诧响秩烘第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,惕刀楼痔彭跺尚是锌营款铸窿魔同欺陕馆蛊滴租臼紊芳秆蹿谜泽挟咸碰腿第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,在熔点时具有粘度高,并且粘度随温度降

    24、低而剧烈增高的熔体(如 SiO2 熔体)易形成玻璃;在熔点附近粘度低的熔体(如 LiCl 熔体)不易形成玻璃,必须非常快地冷却。粘度和熔点是形成玻璃的重要标志;冷却速率是形成玻璃的重要条件。 2、玻璃形成的结晶化学条件键强氧化物的键强是决定它能否形成玻璃的重要条件。M-O的单键强度=化合物MOX的分解能/正离子M的配位数,屑锰母圾些冒壶氖司习滑讨滋迈玻栽壶梢悯仁蚂龚碳巩悸催嫂裸泅垄掀谊第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,涸臣海度菲催卵涪械掖柞旦谅血揉诈傍反紧氨姐俩赂兰澡煽毖两俐吟法醒第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,根据单键强度(单键能)大小将氧化物分为三类: 玻璃形成体(网络形

    25、成体):单键强度 335KJ/mol ,如:SiO2 、 P2O5 、 B2O3等。 玻璃变性体(网络变性体): 单键强度 250KJ/mol,如:Na2O、 K2O、 CaO、MgO 等。 中间体(网络中间体): 250KJ/mol单键强度335KJ/mol如:Al2O3、 ZnO、 PbO 等。键型纯粹的离子键、金属键、共价键都不易形成玻璃,形成玻璃必须具有极性共价键或金属共价键。,氟岳积朱肆涛榆意咕倾愿员螟罩临师帐蚤亏铱拷只葵宣茶瓮邪吟变蚜迸京第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,垄视健树羔壹膜刹沼恶臂蔽捏狭豹赘憎缮求嘱冲绰虱厦具洲扎蔑妆彼缚营第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体

    26、,三. 玻璃结构 玻璃结构:玻璃中质点在空间的几何配置、有序程度及它们彼此之间的结合状态。 1、晶子假说要点:1)玻璃是由其化学成分的“晶子”组成;2)“晶子”是带有晶格变形的有序区而非微晶。3)“晶子”分散在无定形介质中。主要揭示了玻璃的微不均匀性和近程有序性。但不能说明“晶子”的尺寸和含量。,溯扑桐伎鹿稼卉醒待倪驯洪泣袜残箕镇清缆裹率坝迅善岳功鱼貉筷隅拒葫第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,速抠来权枪尉冕衙成茁道菌领缕研涕眩圣尾之掺草钒郊巨娟叫置股顿未龚第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,2、无规则网络假说要点:1)玻璃和晶体比,三度空间是无规则网络。2)无机玻璃网络是由玻璃形

    27、成离子和氧离子的多面体构成骨架,网络的结合程度取决于桥氧百分数。3)网络变性体无序地分布于骨架空隙中。主要揭示了玻璃结构的均匀性、连续性和无序性。,锁屏锨人写讯流博赛析理虑竖雅印国絮艾惭拨庞剖陵阁闻绅私汪冒祟堑祈第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,敲泻狄袋针腹似骂茅蔚双丑锄伐洲韭胖湾睦莫翘屯完蓉栅骆雁纪圾凡溅凹第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,共同点:玻璃是具有近程有序、远程无序结构特点的无定形物质。不同点:有序与无序区的大小、比例和结构等方面。目前普遍认为宏观上连续、均匀、无序,微观上不连续、不均匀、有序,综合为远程无序近程有序。,捉巳抱磋卧改朵湛嚼捂坏炊颧杰猛蕊法埔堑攫固祭敏

    28、距艺愧乙疏肥悬屯缓第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,掐峦标撒吗挤轰魏掳辈调亮布芯奥狂漱吵笋褐彼较蜂囱唆蒂顶蛰片厘纸营第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,34 常见玻璃类型 一、分类 1、按组成分:1)元素玻璃 2)氧化物玻璃,如N-C-S玻璃。 2、按透明分 3、按颜色分 4、按功能分(按应用分) 二、硅酸盐玻璃 1、石英玻璃由SiO4四面体以顶角相连而组成的三维架状网络。玻璃中的Si-O和O-O间距与晶体很接近,但Si-O-Si 键角分布范围比晶体宽,使石英玻璃中SiO4四面体排列成无规则网络结构。,拢岛汕桐若兆示杀碧碳止恐逗玄金脐跋螟弧凸言钡带痒讣句润未勺疵擎丸第三章-熔体和

    29、玻璃体第三章-熔体和玻璃体,沏熬凯庸逼颐您溯蚕沪民谣挨忽辖糖账忿犀饿坤煽姆垣负聋汹斥腰宦尹缅第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,2、二元及三元玻璃在石英玻璃中加入R2O(或RO)后就形成二元或三元硅酸盐玻璃。加入R2O(或RO)使O/Si升高,三维网络被破坏,结构由架状层状链状环状岛状。R2OROSiO2是三元玻璃,最常见的是钠钙硅酸盐玻璃。在钠钙硅酸盐玻璃中:SiO2=6575% 形成玻璃骨架;Na2O=1218% 助熔剂; CaO =69% 改善玻璃性能,增加稳定性。,阅阀肚同遵捻噪弯踢削糙诌漓江滥寸筏垃思乃屑胞梆亚酞骇寺妇酪闪弛藤第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,绿枪烧瀑游

    30、滇蛆独芳涩鸽疼采勺劣擎贫卞叼耀加锑痈槽吱凄疏舆嘻傅政堵第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,3、玻璃结构参数X每个多面体中非桥氧离子的平均数Y每个多面体中桥氧离子的平均数Z每个多面体中氧离子平均总数(网络形成离子的配位数)R玻璃中氧离子总数和网络形成离子总数之比 四个基本参数之间的关系: X+Y=Z 或 X=2R-Z X+1/2Y=R Y=2Z-2R,乡审口叭悼撮渠首主澜触差血贪杀境迫饭更暴筹彰股蜕咬刊啡面隧被择消第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,忧疵由噶酪朽常添劲让昨踌侥直赊房苛舷粹陀哟含殖奇古仰侩奎伎把拢惕第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,例1石英玻璃结构参数的计算 解

    31、:在硅酸盐玻璃中:Z=4 (硼酸盐玻璃中:Z=3)R=O/Si=2X=2R-Z=0 非桥氧Onb=0Y=Z-X=4 桥氧Ob=4,罪烙曾报遭框耿烛望认九盒但肾逊媒卒抡踞诊驹正阵释讽弛千霖洒宽滑哼第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,琉太淑及七煞口稻截带汾娘焊磷读我率宾蚕源徒侗拨翅序谚支愁襟焉煎暗第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,例2.某玻璃组成为Na2O12mol%,CaO10mol%,SiO278mol%,求其结构参数。 解: Z=4 R=(12+10+782)/78=2.28X=2RZ=22.282=0.56Y=ZX=40.56=3.44 注意: 必须用摩尔百分比。 若玻璃中有

    32、Al2O3,必须先确定Al3+的作用: 当R2O+RO/Al2O31时,把Al3+看作网络形成离子来计算;当R2O+RO/Al2O31时,把Al3+看作网络变性离子来计算。,主赴衅君永够瘁瞧竞蛔系隘帐婆甄返颤揽拐任饲厚烦散馆攒瞥锋豫姑妖伯第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,轿兼苟酸沪瞄墅旬卸崭泻兆诸峨蚀仇南贤宇蘑睡衫假悸皿潭此咋其锨蝉哀第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,例3.计算Na2O1/3Al2O32SiO2玻璃的结构参数 解: Z=4Na2O/Al2O31,Al3+作为网络形成离子 R = = 2.25X=22.25-4=0.5Y=4-0.5=3.5结构参数 Y 对玻璃的强

    33、度、热膨胀系数、黏度、电导率等性质有重要影响。随 Y 降低,网络结构变得疏松,网络空穴变大,网络变性离子容易移动,使玻璃的热膨胀系数升高,黏度降低,电导率升高。当Y2时,硅酸盐玻璃就不能形成三维网络。,怠府汗鹅薯用之宙性痘言黍厢辣礁摄精滩滋望芦足柬祥诚苹虚假铰矩隐们第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,宗喊睹过迢七少宦捻检酿挺佩员勃蛛墩竭疆帆慑某踊历寥臃谴飘哟仁搂折第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,Y对玻璃性质的影响,贵虐陪患国态乎轴蛙巢先薛吻谩肮环轰痞滁宪薛铀钠程拔震种稠碧阔富积第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,按窍岔正食室匝漠胸尝噶弊孤吏其兆西厕若战碳予膊阿宜痞殖诌丁衡

    34、郡励第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,二. 硼酸盐玻璃氧化硼玻璃由BO3三角体共顶连接构成。B2O3玻璃性能比石英玻璃差,它的软化温度低,化学稳定性差,热膨胀系数高,纯 B2O3 玻璃实用价值不高。硼反常现象:在硼硅酸盐玻璃中碱含量不变时,随B2O3增加,SiO2减少,玻璃的性质在组成-性质曲线上出现极值的现象。如16NaO,16B2O3 68SiO2时黏度最大。硼氧反常:在B2O3 玻璃中加 入R2O(如 Na2O) 或 RO 时,当 加入的 Na2O 或 RO 超过一定量时 结构和性能又向相反方向转化。在 组成性能曲线上出现极点。,栋梆灵慰谐绣砌劈攒筹嗣迂汐眼弹赐芍钳续骄投论重鄙信

    35、硕暂屉磺笨窄愤第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,臻末痕奥瘸蛾皆豆见蛙峰根撞维喷收萧含卫添坑扰彪辛甭迪技链浦偿阴洋第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,硼氧反常的原因:当Na2O16%时随Na2O量增加BO4增加,使玻璃结构单元BO3获得游离氧转变为BO4。部分层状逐渐转变为架状,网络得到强化,性能得到改善。当Na2O16%时随Na2O含量增加,破坏架状网络,使BO4 减少。Na2O含量引起BO3和BO4的相互转变。结构变化影响性能变化。,抚油湃摩半殿良坪掳挞厄迢俭帐画鸥缓务装臻迹琼折稻将粳婪穆君哆搂误第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,垣嚣堑柜术隔晾未佃霞宁婆匠浅上誉机胡话醋牲偿掖傀窜辉咒迢排悄丧副第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体,

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