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1、玻璃的热膨胀系数与其化学组成的关系王远北京工业大学,,。。(作例如&&阿品&的就是在这。、奋匕方面有很大贡献的科学家之一在前人工作一前口的基础上,,本文以化学元素周期表为依据,,与科学技术的进步相联系在所有科学在研究分析原子结构与化学键力的基础上和技术的领域内,都产生了合成具有新性质找出各种氧化物与玻璃的物化性质之间的关的物质和材料的迫切要求,,目的为探讨设计与合成具有指定物化性这就有力地促进系,。,了材料科学的大力发展其中尤以固体材料质玻璃的一般原则由于该课题范围较广的。发展为最迅速从化学结合力的角度来区因而这里
2、仅就玻璃的热膨胀系数与其化学组,、分固体材料包括金属材料无机非金属材,从而找出合成具有指定成的关系进行探讨,。料及高分子材料三大主要类别玻璃则是一热学性质玻璃的一些原则种重要的无机非金属固体材料。,、目前合成具有予先指定物化性能的新二玻璃组成对其型。玻璃是迫切的并且是复杂的任务之一由热膨胀的影响于各种玻璃之所以具有不同的机械、物理、,,玻璃也不化学性能主要是由它的化学组成及结构状所有的物体受热后都要膨胀。,。,态所决定因此为了合成具有一定物化性例外热膨胀性质是玻璃的重要性质之一,玻璃受热后膨胀的大小,一般以线膨胀系数能的
3、新型玻璃其合理的途径只能是在详细。地分析了各“.种系统玻璃的组成结构的数值表示’夕,—性质关系的基础上确定出玻璃组成工业玻璃中以石英玻璃的热膨胀系数为—,,.∃/∗014一3一,。与其性质之间的一般规律进而制订出玻璃最小2一356度一般钠钙配合料的组成,硅酸盐玻璃的热膨胀系数为76一5668在合理的工艺条件下进行熔。一3一,。炼56度目前已知某些非氧化物玻璃的热一,。96456一3关于这方面工作的第一次综合研究是恩膨胀系数甚至大于度近代微·∀(·,斯特阿贝!#∃%&∋∋和奥托肖特晶玻璃的制造成功使我们可获得零膨胀或
4、)∗,∗%%,,,%%+−在十九世纪末开始的他负膨胀的材料从而开辟了新的应用领域。、们的研究为后继玻璃研究者做出了典范以如我国自行设计制造的大型天文望远镜即后又有许多科学家在这方面做了大量的工。采用零膨胀的玻璃玻璃的热膨胀系数在很大程度上决定于表一各种妞化物金月阳离子的离子半,而各种氧化物对热膨胀系径与吸引力等的情况玻璃的化学组成。第:族元素数的影响又各不相同各国学者对简单的单9<2组分玻璃和多组分玻璃的热膨胀系数进行了离子所=一)=一6大量的,原子半径离子半径吸引力研究做出了关于各种氧化物对一定.带电荷距离单键键能。
5、人人组成玻璃的热膨胀系数影响的一般结论;入9千焦一单组分玻璃系统。:。。。=∋Χ.Β/ΔΕ∃>9?6≅6>7252636567、。9;?(0。。。7?39。首先来讨论单组分256Ι)和ϑ)52<曰一回6Α29966Α5。。9。。。2<<9637。,96?>??927玻璃的热膨胀情况其中玻璃态的256具。。。。。95≅5<793?269?63?。。有最低的热膨胀系数在。一5666℃的温度9。?25。≅Α9。Α<5。7≅6。≅7<,.∃/∗012Κ3456一3一‘Λ范围内度玻璃态第:族元素;?,“的Ι
6、)具有最高的热膨胀系数在)Κ96℃9?<2≅元素5的温,.Ι;∗?1592456一‘一3ΛΦΦΓΓΓΦ度范围内度玻。。。。。67ΑΗ96?552≅9≅?2Α>≅<(;Ι(Ε.+∀.一;#吨璃态ϑ)的热膨胀系数值介于上述两者。。。。。5?≅Η96≅2>Α652<75>55,,.(∗01之间96Κ<66℃的温度范围内ϑ。Η。。。。在53<96ΑΑ99<5??7Α676一了一,。。Η。。5??。33856度>Α59>5?9?77Α635。。。>Α7Η95?29。≅65?7636。2Α0由结构上分析其原因如下玻璃受热后。,?65
7、92发生膨胀现象的原因与其它固态物质一样,第:族元素是由于温度升高时玻璃质点的热运动振幅,从而使质点间的距离变大,二加大表现为热共李。,膨胀现象因而当温度相同时某一材料膨目导舟’阵’阵’幸十”““”尸Φ梦份Φ亡Φ’ΜΦΓ’全全Φ竺Γ甘梦Γ全全十“胀量的大小主要决定于构成该物质的质点间少】Γ哩Γ全Φ塑5ΓΓ>ΦΓΓΓ哗ΓΓ理····二二。,⋯⋯ΓΓ尸Γ作用力的大小对于氧化物玻璃来说其热牛Γ州州Γ丫丫尝0ΜΝ?ΟΟ05’’’’十””西Π9“‘。膨胀系数值的大小,则主要决定于金属阳离了Φ5全Γ兰Γ梦Φ三Γ竺Φ·····七.>
8、立匕吕ΗΡ>”∋“石/“<艺≅了“∋艺,ΘΦΦΦΦ子与氧离子阴离子之间的键强热膨胀第Σ族元素。系数值是随键强的增加而降低的」」由于氧化>元素0一ΦΛ2Φ≅,,Φ/队ΦΦ物玻璃的阴离子相同都是氧离子所以只。5。。。。25ϑ(+#Τ∋Υ/ς∀53Η<Ο6<55≅≅<
