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1、玻璃材料特性与应用大纲1.玻璃材料之定义2.无机玻璃材料之组成成分与结构3.TFTBG玻璃种类之相关性质(物理,机械,热,化学,光,电)4.TFTBG玻璃材料之相关加工(外观成形,薄化,强化,退火)5.结论2大纲1.玻璃材料之定义2.无机玻璃材料之组成成分与结构3.TFTBG玻璃种类之相关性质(物理,机械,热,化学,光,电)4.TFTBG玻璃材料之相关加工(外观成形,薄化,强化,退火)5.结论31.玻璃材料之定义玻璃:任何制备(熔融,气相沉积,Sol-Gel等)形成具有玻璃转换区(GlassTransformation),且非晶结构(Amorphous)的任意材料(有机,无机,金属)温
2、度比热Tm玻璃结晶物过冷液态液态玻璃转换区1-1.基本定义结晶物玻璃4大纲1.玻璃材料之定义2.无机玻璃材料之组成成分与结构3.TFTBG玻璃种类之相关性质(物理,机械,热,化学,光,电)4.TFTBG玻璃材料之相关加工(外观成形,薄化,强化,退火)5.结论52.无机玻璃材料之组成成分与结构玻璃的组成成分,依据功用可分为主成分与副成分2-1.无机玻璃材料之组成成分分类62.无机玻璃材料之组成成分与结构1.无硷玻璃:不含碱金属氧化物成分2.钠钙硅玻璃:Soda-Lime-Silica玻璃,钠,钙,硅为主要成分2-1-1.主成分72.无机玻璃材料之组成成分与结构为了建构不同功能的玻璃,还可
3、选择加入上列成分例:氧化磷for光学透镜,氧化锌for温度计,氧化铅for水晶装饰品等2-1-1.主成分82.无机玻璃材料之组成成分与结构赋予玻璃某特性,或是利于加工而加入2-1-2.副成分92.无机玻璃材料之组成成分与结构1.Soda-Lime-Silica玻璃含有Fe2O3,外观略呈现透明绿色2.化学强化玻璃属于Soda-Lime-Silica玻璃,利用外界K+与玻璃内部的Na+进行离子交换,除破裂强度提升外,其余性质与原Soda-Lime-Silica玻璃相同3.CorningEXG玻璃,不含M2O,亦称无硷玻璃:含有此成分,NA:不含有此成分,M2O:碱金属氧化物,MO:碱土
4、金属氧化物2-1-3.无机玻璃材料的分类102.无机玻璃材料之组成成分与结构玻璃为固态非结晶物质,其组成结构的分析,适用于不规则网构理论(RandomNetworkTheory)2-2.无机玻璃材料的组成结构112-2-1.网构氧化物2.无机玻璃材料之组成成分与结构网构氧化物(NetworkFormingOxides):玻璃主体结构,如SiO2,GeO2O2-Si4+以Si为中心,配位4个O,形成四面体,不规则堆积1.Si-O距离分布:0.162~0.45nm2.O-O距离分布:0.265~0.51nm3.O-Si-O夹角分布:144+/-14.4度立体示意图平面示意图Si-O-Si:
5、架桥氧共价键特性高,键结强非依据实际大小122.无机玻璃材料之组成成分与结构网状结构修饰氧化物(NetworkModifyingOxides):形成非架桥氧结构,如碱金属氧化物(M2O),碱土金属氧化物(MO),ZnO,PbO等平面示意图Si-O-:非架桥氧M+:形成一个非架桥氧M+M2+Si-O-:非架桥氧M2+:形成两个非架桥氧非依据实际大小形成非架桥氧,导致Si-O-Si的连续性变低共价键的特性变低,键结变弱O2-Si4+2-2-2.网状结构修饰氧化物132.无机玻璃材料之组成成分与结构平面示意图1.Al-O形成带1个负电的四面体结构可以连结Si-O的四面体结构,同时可以消耗Mo
6、difyingOxides,减少非架桥氧形成2.Al含量比ModifyingOxides多时,如何产生非架桥氧的结构,目前仍未知M+M2+非依据实际大小中间性氧化物(IntermediateOxides):同时具有前两者的结构效果,如Al2O3,Fe2O3Al3+O2-Si4+2-2-3.中间性氧化物14大纲1.玻璃材料之定义2.无机玻璃材料之组成成分与结构3.TFTBG玻璃种类之相关性质(物理,机械,热,化学,光,电)4.TFTBG玻璃材料之相关加工(外观成形,薄化,强化,退火)5.结论153.TFTBG玻璃种类之相关性质1.CorningEXG为无硷玻璃,不含碱金属氧化物,含有较少
7、的ModifyingOxides2.ModifyingOxides会填入结构空隙,导入非架桥氧,降低键结,影响密度,黏度与特性温度等特性3-1.物理性质163.TFTBG玻璃种类之相关性质1.原子间的键结强度,会反应在物质的机械性质上,键结强度强,相关的机械特性也较佳3-2.机械性质173.TFTBG玻璃种类之相关性质1.原子间的键结强度,会反应在物质的热性质上,键结越强,热膨胀系数越低2.Soda-Lime-Silica玻璃,热膨胀系数约为E
