玻璃的通性和玻璃的转变

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1、第四章　非晶态结构与性质4.1熔体的结构4.2熔体的性质4.3玻璃的通性和玻璃的转变4.4玻璃的形成4.5玻璃结构理论4.3玻璃的通性和玻璃的转变一、玻璃的通性二、玻璃的转变一、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与渐变的，在一定的温度范围内完成，无固定熔点4．由熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化的连续性5．物理、化学性质随成分变化的连续性，由此而带来玻璃性质的加和性物质体积与内能随温度变化示意图过冷液体玻璃快冷慢冷晶体abcdefhTg1Tg2TMTV、Q玻璃性质随温度的变化abcda’b’c’d’d”c”b”a

2、”ⅠIIIIITgTf温度性质曲线I——第一类性质，如电导、比容、粘度等；曲线II——第二类性质，如热容、膨胀系数、密度、折射率等，符合加和性法则；曲线III——第三类性质，如导热系数和一些机械性质（弹性常数等），在Tg~Tf转变范围内存在极大值。【说明】（1）玻璃转变的二个特征温度：Tg——玻璃转变温度，1012Pa·s，玻璃出现脆性的最高温度，也称玻璃脆性温度。该温度时可消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力，则也称退火上限温度（退火点）；Tf——玻璃软化温度，108Pa·s，为玻璃开始出现液体状态典型性质的温度，该温度下玻璃可以拉制成丝；Tg～Tf—

3、—玻璃转变温度范围或称反常间距，是玻璃转变特有的过渡温度范围。【说明】（2）玻璃性质的加和性法则玻璃的一些性能（第二类性质）随成分含量呈加和性变化，成分含量越大，对这些性质影响的贡献越大，即这些性质是玻璃中所含各氧化物特定部分性质之和。【意义】利用玻璃性质的加和性可由已知玻璃成分粗略计算该玻璃的性质。R2O-SiO2系玻璃R2O含量与分子体积的关系1－Li2O；2－Na2O；3－K2O12303040201050202830262422VMR2O(mol%)二、玻璃的转变不同物质的熔点TM和玻璃转变温度Tg(液态－玻璃态的温度）之间呈简单线性关系。即：Tg

4、/TM≈2/3＝0.667实际上，冷却速率：q＝q0exp［－Ea／RTg］式中Ea——与玻璃转变有关的活化能；R——气体常数；q0——与组成有关的常数。一些化合物的熔点(TM)和转变温度(Tg)的关系冷却速率对玻璃转变的影响Tg与TM的不同——Tg是一个和动力学有关的量度，受冷却速率影响很大结构松弛（驰豫）：熔体内质点（原子、离子或分子）冷却到某一温度时，结构相应进行调整或重排，以达该温度时的平衡结构，同时放出能量。结构调整速率与冷却速率：结构调整速率>冷却速率→平衡结构→晶体（TM）；结构调整速率<冷却速率→偏离平衡结构→玻璃（Tg）则：Tg取决于熔

5、体结构调整速率以及冷却速率的相对大小熔体粘度↑，结构调整速率↓Tg↑冷却速率↑