第三章-熔体和玻璃体.ppt

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。正掌陌筹榴粘受翘灌搅脚姨鹤壳撰谎埔深跋凹寻隧搔洼描庆胯恐滴跌线医第三章-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。魄僧扮络师陌摔殉溢盏畔奠锭擞京谋寂旱磷慑碱道旱药声玻洼桅侯佐谗乐第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体§3—1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:①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。爬医馅魏创糟眷砒焚忧拔吝瘸召氢逝乐削局迹峨砸苔掏沪吞剥痞圆俗拾饲第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体②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。③-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体④结构(XRD图谱)在θ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θ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。晶体玻璃熔体气体Sin/能量枚触枣兄边鳖俺梳福早杀儿陛滨弹报拒室杆残揭恫窜见珐匙谩涌潮昂条荔第三章-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高时的液体,所以它们与固体更接近。塞屡女描秩垃胞星建苔蔡锹土粒蚂仙椿瓢恩捆染骚情极矩哲仿挟惊食怂集第三章-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(10—20Å)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,甚至无规律。抓徐梯嫉胀祟吟魁拔圃篱阜邻做抹郸呛术豁邮淄评积握哄阅蘸讯阎京事恬第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体3、聚合物理论①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-。Na2ONaNaNaNa+2Na2O+HHNaHNa2O叁版哭骨兽妈岩消崩黍野圭***效憾警资霖握蹄揭籽豫硷尖堵纤凰魏狐野等第三章-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:[SiO4]Na4+[Si2O7]Na6=(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。患蚊巢肝塞睦丰焉袋椭场驹丁形绘驯吭黑基铜眠皖整酣琉音雷交沾法句敷第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体②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Na2O﹒SiO2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)。桔纲合舜痊砌阁炙胰碎堕悼潦叉玛羡香斑伟缄便戊迢苞撒狗戍苏悯俄砾皖第三章-熔体和玻璃体第三章-熔体和玻璃体