最新熔体和玻璃体幻灯片.ppt

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1、熔体和玻璃体3非晶态在自然界中，物质通常以气态、液态和固态三种聚集状态存在，这些物质状态在空间的有限部分称为气体、液体和固体。固体分为晶体和非晶体晶体——质点在三维空间有规则的排列，远程有序非晶态固体——在结构上近程有序而远程无序。分为玻璃体和高聚体（如橡胶、沥青等）3.1玻璃制品生产过程配合料制备玻璃液熔制：将配合料经高温加热形成均匀的、无气泡的，并符合成型要求的过程。包括硅酸盐和玻璃形成、澄清与均化、玻璃液冷却（使具有必要的粘度）。玻璃成型玻璃退火玻璃制品加工粘度与组成关系含碱金属的硅酸盐熔体中，当周Al2O3/Na2O≤1时，用代替SiO2可以起到”补网

2、”作用，从而产生提高粘度的效果。B2O3加入硅酸盐熔体时，最初加入的B2O3由于硼处于三度空间连接的硼氧四面体[BO4]中，使结构同聚集紧密，粘度上升。随着硼含量增加，硼开始处干三角体中，使结构网疏松，粘度下降。(2)表面张力－－表面能表面能即将表面增大一个单位面积所需要作的功。液体的表面能和表面张力的数值是相同的。熔体的表面张力对于玻璃的熔制以及加工工序有重要的作用。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。熔体内原子（离子或分子）的化学健型对其面而张力有很大影响。其规律是具有金属键的熔体体表面张力>共价键>分子键

3、。当两种溶体混合时，一般不能单纯将它们各自的表面张力值用加和法计算。大多数硅酸盐熔体的表面张力都是随温度升高而降低（负的温度系数），表面张力(3)玻璃转化的两个特征温度Tg(脆性温度)：它是玻璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力，所以也称为退火温度上限。Tf(软化温度）：它是玻璃开始出现液体状态典型性质的温度。无论玻璃组成如何，在Tf时相应的玻璃粘度约108dPa·s。Tf也是玻璃可以拉成丝的最低温度。3.3玻璃的结构从结构上，玻璃态的结构是一种介于液态与结晶固态之间的物理状态，与结晶态相比较，只有近程有序，长程无序

4、从热力学上，玻璃态是一种介稳态，与结晶态相比，处于能量较高的状态，因此玻璃态有自发地转变成结晶态的倾向，在一定的外加条件下实现这种过程也称为退玻璃化过程。3.3.1氧化物玻璃的结构（以石英玻璃为例）晶子学假说要点（列别捷夫）硅酸盐玻璃是由无数”晶子”组成，”晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。所谓”晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，在”晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大。”晶子”分散在无定形介质中，并从”晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界线。晶子假说揭示了玻璃的一个结构特征，即微不均匀性及近程有序性。

5、晶子学说晶子学说的主要依据是玻璃的X射线衍射谱图中在方石英的特征峰位置，石英玻璃有一弥散的衍射峰，根据衍射理论，晶粒尺寸小会引起衍射峰的宽化。因此晶子学说认为玻璃中晶子的化学成分和结构与相应的晶体相同，衍射峰的弥散是由于晶子尺寸很小引起的。但是可以计算得出玻璃中晶子的大小只有0.7~0.8nm，而方石英的晶胞尺寸就有0.8nm左右，即晶子的尺寸只有一个晶胞大小，这样晶子就失去了意义。晶子学说无规网络学说（扎哈里阿森）凡是成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成，这种网络是由离子多面体（四面体或三角体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无

6、数次有规律重复而构成，而玻璃中结构多面体重复没有规律性。网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性，无序性等方面。这些结构特征可以在玻璃的各向同性、内部性质的均匀性与随成分改变时玻璃性质变化的连续性等基本特性上得到反映。石英玻璃每个硅原子与周围4个氧原子构成硅氧四面体，各四面体之间通过共顶互相连接而形成向三维空间发展的网络，但其排列是无序的。因此玻璃是一个不存在对称性和周期性的体系石英玻璃网络形成离子——易形成无规则网络的阳离子，如Si4+对与石英玻璃成分相接近的其它玻璃的X衍射研究表明，Si-O-Si的键角分布在120°~180°，其中心在1

7、45°左右玻璃的结构形成氧化物玻璃四条规则1.每个氧离子最多与两个网络形成离子相联。2.多面体中阳离子的配位数必须是小的，即为4或更小。3.氧多面体相互共角而不共棱或共面。4.成连续的空间结构网要求每个多面体至少有三个角是与相邻多面体公共的。（O/Si<2.5)3.3.2硅酸盐玻璃结构二氧化硅是硅酸盐盐玻璃中的主体氧化物，它在玻璃中的结构状态对硅酸盐玻璃的性质起决定性的影响。当R2O或RO等氧化物加入到石英玻璃，形成二元、三元甚至多元硅酸盐玻璃时，由于增加了O/Si比例，使原来O/Si比例为2的三维架状结构破坏，随之玻璃性质也发生变化。钠硅玻璃结构在纯的SiO

8、2玻璃中，每个O2-都与2个Si4+离