玻璃工艺学玻璃结构.ppt

玻璃工艺学
第一章玻璃结构(structure of glass)
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(一)玻璃及玻璃态(glass & glass state)

玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物。
三条件:非晶态熔融物冷却无机物
(1)狭义的玻璃
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玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
转变现象:Tg=1/2~2/3Tm性质突变(比热、等)
Tg:转变温度
(2)广义的玻璃(玻璃态)
玻璃是一种具有无规则结构的,非晶态固
体,其原子排列是近程有序,远程无序。
结构的角度
(isotropy)
质点无序排列而呈统计均匀结构的外在表现
(metastability)
所有玻璃都有析晶倾向
(unfixed melting point)
(reversibility)
温变过程中性质产生逐渐连续的变化且可逆
(changebility)
性质随成分(一定范围)发生连续和逐渐的变化
2. 玻璃的通性(property)
(二)玻璃的结构(Structure of glass)
(1)无规则网络学说
德国学者查哈里阿森()在1932年提出的。
像石英晶体一样,石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体(每个硅原子与周围四个氧原子形成硅氧四面体[SiO4]),这些四面体相互间通过共有顶角连接,从而构成三维无规则网络(又称不规则网络)。
(Structure theories )
基本要点:
[SiO4]是基本结构单元
三维空间作无序排列, R+ R2+填充在网络空隙
实验证实:
X-ray结构分析数据
学说重点:
多面体排列的连续性、均匀性和无序性
查哈里阿森还提出了氧化物AmOn形成玻璃的条件:
一个氧离子最多同两个阳离子相结合;
在中心阳离子周围的氧离子数(即配位数)必须小于或等于4;
网络多面体间只能顶角相连,水能以面或边相连;
每个多面体至少有3个顶角是共有的(即至少有三个氧离子与其它多面体连接形成无序的连续网络)。