无机材料科学基础答案.doc

1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物
硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素就是硅氧四面体网络连接程度)
在熔体中加入LiO2、Na2O、K2O与BaO、PbO等,随加入量增加,粘度显著下降。
在含碱金属的硅酸盐熔体中,当Al2O3/Na2O≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用,从而提高粘度。一般加入Al2O3、SiO2与ZrO2有类似的效果。
流动度为粘度的倒数,Φ＝
粘度的理论解释:绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT)
自由体积理论h＝B exp［ ］＝Ａexp( )
过剩熵理论h ＝ Cexp［ ］ ＝ Cexp( )
2、非晶态物质的特点 :近程有序,远程无序
3、玻璃的通性
(1)各向同性(若有应力,为各向异性)
(2)介稳性
(3)熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性
(4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性
4、 Tg、Tf , 相对应的粘度与特点
钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明:熔融温度范围内,粘度为50~500dPa·s。工作温度范围粘度较高,约103~107dPa·s。退火温度范围粘度更高,约1012、5~1013、5 dPa·s。
Tg-脆性温度、退火温度,Tf-软化温度、可拉丝的最低温度
5、
单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。
单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。
在250～335 kJ/mol为——中间体,其作用介于玻璃的网络形成体与网络变性体之间。
6、玻璃形成的热力学观点:
熔体就是物质在TM以上存在的一种高能状态。据随温度降低,熔体释放能量大小不同,冷却途径分为结晶化,玻璃化,分相
ΔGv越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃。
ΔGv越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。
玻璃形成的动力学观点:
过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点相互吸引而聚结与吸附在晶核表面,有利于成核。
过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难,难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大。
过冷度与成核速率Iv与晶体生长速率u必有一个极值。
玻璃形成的结晶化学观点:
(1)、键强(孙光汉理论) 熔点低的氧化物易于形成玻璃
(2)、键型 三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃。
离子共价混合键,金属共价混合键(重要因素:共价因素与强的极化作用)
当离子键向共价键过渡,离子共价混合键,主要在于有SP电子形成的杂化轨道,并构成σ键与π键,通过强烈的极化作用,这种混合键既具有离子键易改变键角、易形成无对称变形的趋势,有利于造成玻璃的远程无序;
又有共价键的方向性与饱与性,不易改变键长与键角的倾向,造成玻璃的近程有序,因此容易形成玻璃。
7、玻璃的结构学说(二种玻璃结构学说的共同之处与不同之处)
晶子学说的要点:
意义:揭示了玻璃的微不均匀性,描述了玻璃结构近程有序的特点。
不足之处:晶子尺寸太小,无法用X射线检测,晶子的含量、组成