熔體湖南工學(xué)院精品課程

1、第四章 熔體和玻璃體晶體：質(zhì)點(diǎn)在三維空間有規(guī)則排列近程遠(yuǎn)程均有序。非晶體：近程有序但遠(yuǎn)程無(wú)序，如：玻璃、熔體、樹(shù)脂、橡膠4-1 熔體結(jié)構(gòu)-聚合物理論一、聚合物的形成硅酸鹽熔體中Si-O中Si4+電荷高，半徑小，強(qiáng)烈形成硅氧四面體即：Si-O鍵有高鍵能，方向性及低配位等特點(diǎn)。在熔體中加入R-O（R為堿及堿土金屬氧化物）即：R-O為離子鍵弱于Si-O則：離子結(jié)合熔體中是這種結(jié)果導(dǎo)致橋氧斷裂且Si-O鍵鍵強(qiáng)，鍵長(zhǎng)，鍵角變化橋氧：與二個(gè)硅相連的氧非橋氧：與一個(gè)硅相連的氧為架狀，若加入則大，隨加入則架狀層狀帶狀鍵狀環(huán)狀孤島狀（此時(shí)橋氧全部斷裂）若進(jìn)一步作用則分化繼續(xù)下去，且生成新的分立的低聚物。分化后生

2、成代低聚物雙相互發(fā)生作用，形成級(jí)次較高的聚合物，且釋放此為：縮聚：以及不同聚合程度負(fù)離子團(tuán)同時(shí)存在。熔體結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)：多種聚合物同時(shí)存在并存而不是一種獨(dú)存造成熔體遠(yuǎn)程無(wú)序結(jié)構(gòu)。A：溫度影響：影響各級(jí)聚合物數(shù)量A：組成影響：聚合物種類(lèi)數(shù)量 高堿性氧化物多非橋氧分化作用增加低聚物增多結(jié)論：聚合物形成的向個(gè)階段初期：石英顆料分化，形成低聚物中期：縮聚（低聚物聚合）且伴隨變形后期：一定時(shí)間及溫度下聚合解聚達(dá)平衡最后產(chǎn)物：低聚物、高聚物三維碎及吸附物游離堿。最終產(chǎn)物即：不同聚合程度的各種聚合的混合物影響因素：組成及溫度。二、聚合物濃度計(jì)算法有機(jī)離子分子理論定量計(jì)算無(wú)機(jī)氧化熔體各種聚合物分布符號(hào)：兩價(jià)金屬離子

3、硅氧聚合離子團(tuán)1的整數(shù)（含硅數(shù)）硅酸鹽熔體聚合反應(yīng)通式為： 即當(dāng)=1時(shí)，比高一級(jí)的聚合物縮聚反應(yīng)平衡常數(shù)為：摩爾分?jǐn)?shù)：反應(yīng)物分別含n個(gè)硅又由于隨n增大成為整數(shù) 且用代替摩爾分?jǐn)?shù)活度。令： 4-3則：當(dāng)熔傳達(dá)到平衡 =常數(shù)即：熔體中任何兩個(gè)級(jí)次相鄰的聚合物濃度之比約： 4-4 4-5可表達(dá)任一級(jí)聚合體活度,可計(jì)算如下: 4-6在二元熔體中 4-7 4-8用式4-5，4-3，及式4-8三式聯(lián)合求解得： 4-9令： 4-10實(shí)際中：系統(tǒng)中組成已知，總摩你分?jǐn)?shù)已知可以計(jì)算測(cè)定。 4-11采用為分母與實(shí)測(cè)曲線相一致 4-12分母改變后，僅差一個(gè)常數(shù)，并不影響曲線形狀，即聚合物分布并不改變。 4-13 4

4、-14 4-15當(dāng)，已知時(shí)，可由上4-15計(jì)算4-2 熔體的性質(zhì)一、粘度粘度是影響硅酸鹽材料燒結(jié)速度的得要因素，降低粘度對(duì)促進(jìn)燒結(jié)有利，但粘度過(guò)低又增加了坯體變形能力，粘度是材料制造過(guò)程中一個(gè)重要工藝參數(shù)。 4-17=粘度流動(dòng)度 流體流動(dòng)產(chǎn)生粘滯阻力1、絕對(duì)速度理論 略2、自由體積理論 略3、過(guò)剩理論 略4、溫度影響因素溫度升高，熔體粘度下降溫度高時(shí)，低聚物居多數(shù)，而溫度低時(shí)高聚物明顯增多，聚合物分布變化導(dǎo)致活化能改變。5、組成影響因素硅酸鹽熔體，粘度隨堿性氧化物含量增加而劇烈降低，變化原因?yàn)檎扯却笮∪Q于硅氧因面體網(wǎng)絡(luò)連接程度。加入和等隨加入量增加，粘度顯著下降。反之，加入加入這些物質(zhì)以后起

5、連接網(wǎng)絡(luò)作用，所以決定熔體粘度大小最主要因素為硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)連接程度。6、用影響因素（一）堿金屬（）熔體中，本身含量對(duì)粘度影響也不同A：比值低時(shí)，半徑越小-鍵強(qiáng)越增加 次序?yàn)椋?粘度小大B：比值高時(shí) 次序?yàn)椋?粘度大粘度?。ǘA土金屬二價(jià)陽(yáng)離子影響（）粘度主要影響因素為離子半徑18電子層離子，比8電子層離子：，。降低粘度更多。順序?yàn)椋?粘度小大半徑大的離子易極化，極化變形使Si-O鍵削弱則降低粘度。特殊氧化物B2O3影響B(tài)2O3最初加入，硼處于三度空間連接的硼氧四面體，BO4中結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)緊密，粘度上升，B2O3含量增加，硼開(kāi)始處于三體中，結(jié)構(gòu)網(wǎng)變松，粘度下降。二、表面張力表面能定義：表面能表面

6、增大一個(gè)單位面積所需要作功以表示例如沿著表面垂直于表面內(nèi)一條線，也就增加液體表面作功，即此力為抵消表面單位長(zhǎng)度上的收縮表面功即為表面張力。在液體中表面能與表面張力大小，單位均相同，可互相取代。硅酸鹽熔體比一般液體表面張力大，其大小影響液體表面潤(rùn)濕程度和陶瓷坯釉結(jié)合程度，表面張力隨組成而變化。（1）各種氧化物對(duì)表面張力影響不同，如： （2）化學(xué)鍵型的影響表面張力大小小順序金屬鍵共價(jià)鍵離子鍵分子鍵硅酸鹽熔體介于其介與離子健之間（3）溫度影響溫度升高，一般表面張力降低4-3 玻璃通性玻璃是由熔體過(guò)冷卻形成的，為無(wú)機(jī)非晶態(tài)固體中最主要一族。一般有：較高硬度，較大脆性，一定透明度，具有物理通性（四個(gè)物理

7、通性）一、各向同性玻璃內(nèi)部任何方向性質(zhì)均是相同的，與液體類(lèi)似與晶體相反，與統(tǒng)計(jì)結(jié)果吻合，如折射率、導(dǎo)電性、熱膨脹系數(shù)等。二、介穩(wěn)性玻璃體是一種介穩(wěn)態(tài)，即在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)而不變化，包含有過(guò)剩內(nèi)能，有析晶可能。熱力學(xué)觀點(diǎn)：玻璃為高能量狀態(tài)必然自低能量狀態(tài)較變，即析晶。功能學(xué)觀點(diǎn)：市溫下玻璃粘度大，較變?yōu)榫B(tài)速率十分小，相對(duì)穩(wěn)定。三、由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程是可逆漸變的A結(jié)晶過(guò)程溫度降至TM時(shí)，出現(xiàn)新相，內(nèi)能與體積下降，粘度則上升。B玻璃化過(guò)程折線ABKM，ABKFE所示溫度降至K、F點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度：在此溫度下，溶體開(kāi)始固化，即形成玻璃體時(shí)，變化為KB所述而KM，KFE則為形成的玻璃體，其內(nèi)

8、能與體積隨溫度的變化曲線在F點(diǎn)轉(zhuǎn)折。K、F兩點(diǎn)均為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 由于轉(zhuǎn)折點(diǎn)有差別，則玻璃形成溫度為隨冷卻速度而變的溫度范圍，速度愈快， 也愈大。 玻璃體無(wú)固定熔點(diǎn)，僅有一定范圍10121013Pa熔化，玻璃體的隨其組成而變化，但在時(shí)，可以幫助分析其它晶態(tài)物質(zhì)。四、熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)，化學(xué)性質(zhì)連續(xù)變化玻璃性質(zhì)隨溫度的變化規(guī)律如圖。I為粘度、電導(dǎo)、熱熔、穩(wěn)定性II為密度、折射率、熱膨脹少數(shù)，彈性模理。在曲線I 和II上，,低溫型與，高溫型呈直線關(guān)系，隨溫度變化不顯著，在“反常間距”內(nèi)，性質(zhì)均隨溫度急驟變化。4-4 玻璃的形成熱力學(xué)：冷卻速度足夠快，任何物質(zhì)都有玻璃體在低于熔點(diǎn)范圍內(nèi)保持足夠長(zhǎng)時(shí)間，均

9、能使玻璃體析晶動(dòng)力學(xué)：以多快速度使熔體冷卻以避免產(chǎn)生晶體一、形成玻璃的動(dòng)力學(xué)條件物質(zhì)結(jié)晶由兩個(gè)速度決定：晶核生成速率和晶體生長(zhǎng)速率另外，如熔體在玻璃形成溫度Tg附近粘度大，此時(shí)，晶核生長(zhǎng)和晶體成長(zhǎng)阻力均很大，熔體易形成玻璃而不析晶。析晶還與玻璃與過(guò)冷度，粘度，成核速率，生長(zhǎng)速率均有關(guān)。晶體混亂分布于熔體中，晶體的體積分?jǐn)?shù)（Vs/V）為10-6時(shí)，即可探測(cè)。Vs晶體體積V熔體體積Iv成核速率生長(zhǎng)速率t時(shí)間做三T圖（時(shí)間-溫度-熔點(diǎn)）三T圖頭部彎曲出現(xiàn)時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)析，出晶體積分?jǐn)?shù)10-6時(shí)最短間。為避免形成給定結(jié)晶分?jǐn)?shù)，所需冷卻速度及頭部之點(diǎn)的溫度，時(shí)間由書(shū)表5-1得：凡熔體在溶點(diǎn)有高粘度，且隨

10、溫度降低而劇烈上升，使析晶位壘升熔體易成玻璃反之易析晶。轉(zhuǎn)變溫度與熔點(diǎn)之比亦為判別形成玻璃的標(biāo)志，玻璃。在上方易成玻璃氧化物在下方則難形成。外部條件二、玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)條件1、氧化物能否生成玻璃可用化學(xué)健能衡量。單鍵能=依鍵能大小，可把氧化物分為三類(lèi)：（1）網(wǎng)絡(luò)形成體，單鍵能80Kcal/mol以類(lèi)氧化物可單獨(dú)或玻璃。（2）網(wǎng)絡(luò)變性體，單鍵能60Kcal/mol以類(lèi)氧化物不能形成玻璃中，俁可沒(méi)變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改變玻璃性質(zhì)。（3）中間體介于（1）與（2）之間結(jié)論，在一定溫度和組成晨，鍵強(qiáng)愈高，熔體中負(fù)離子愈牢固，因而鍵的破壞和重組也愈難，成核住壘愈高，不易析晶易成玻璃。2、鍵型化學(xué)鍵是決定物質(zhì)

11、性質(zhì)的主要因素，極性共價(jià)鍵和半金屬共價(jià)鍵的離子才能形成玻璃，其它鍵型不易生成。A離子鍵化合物熔融態(tài)-單獨(dú)離子狀態(tài)-流動(dòng)性大-在凝固點(diǎn)靠庫(kù)侖力迅速成核，且離子鍵作用范圍大，無(wú)方向性，有較高的分配位數(shù)-成核幾率高，難以成玻璃。B金屬鍵物質(zhì)熔融態(tài)-失去聯(lián)系較弱電子-正離子狀態(tài)-屬鍵無(wú)方向性且有取高配位數(shù)-原子相成核幾率最大最不易成玻璃。C共價(jià)鍵化合物基本這分子結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部，原子由共價(jià)鍵連接，作用于分子間是范德華力-此力無(wú)方向性，冷卻后質(zhì)點(diǎn)易進(jìn)入點(diǎn)陣而構(gòu)成分子晶格。形成玻璃解釋?zhuān)簶O性共價(jià)鍵和半金屬鍵即離子共價(jià)介向共價(jià)健過(guò)液和金屬鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡-強(qiáng)烈極化作用-化學(xué)鍵方向性和飽和性-形成低配位構(gòu)型。D極

12、性共價(jià)鍵和半金屬共價(jià)鍵熔融時(shí)不以單獨(dú)離子或原子狀態(tài)存在-以SiO44-，BO33-等形式存在，互構(gòu)成連成層狀、鏈狀、架狀-熔融粒度大-冷卻后分子集團(tuán)聚集，易成玻璃。4-5 玻璃的結(jié)構(gòu)玻璃結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)：晶子學(xué)說(shuō)和無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)一、晶子學(xué)說(shuō)（在前蘇聯(lián)較流行)基本觀點(diǎn)：玻璃由無(wú)數(shù)“晶子”組成，它們分散于無(wú)定形介質(zhì)中，并且“晶子”部分到無(wú)定形部分過(guò)渡是逐步完成的，兩者無(wú)明顯界線，是高分散晶子的集合體。1、實(shí)驗(yàn)： (1)1921年列別捷夫在研究硅酸鹽玻璃時(shí)發(fā)現(xiàn)，玻璃加熱到573時(shí)其折射率發(fā)生急劇變化，而石英正好在573發(fā)生Û 型的轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上他提出玻璃是高分散的晶子的集合體，后經(jīng)瓦連柯夫等人逐

13、步完善。上述現(xiàn)象對(duì)不同玻璃，有一定普遍性。400-600為玻璃的Tg、Tf溫度。 (2)研究鈉硅二元玻璃的x-射線散射強(qiáng)度，如圖4-1。圖4-1 27Na2O73SiO2的x射線散射強(qiáng)度曲線第一峰：是石英玻璃衍射的主峰與晶體石英特征峰一致。 第二峰：是Na2O-SiO2玻璃的衍射主峰與偏硅酸鈉晶體的特征峰一致。 在鈉硅玻璃中，上述兩個(gè)峰均同時(shí)出現(xiàn)。 SiO2的含量增加，第一峰明顯，第二峰減弱； Na2O含量增加，第二峰強(qiáng)度增加。鈉硅玻璃中同時(shí)存在方石英晶子和偏硅酸鈉晶子，而且隨成分和制備條件而變。提高溫度或保溫時(shí)間延長(zhǎng)衍射主峰清晰，強(qiáng)度增大，說(shuō)明晶子長(zhǎng)大。但玻璃中方石英晶子與方石英晶體相比有變

14、形。2、要點(diǎn)：玻璃由無(wú)數(shù)的“晶子”組成。所謂“ 晶子”不同于一般微晶，而是帶有晶格變形的有序區(qū)域，它分散于無(wú)定形的介質(zhì)中，并且“ 晶子”到介質(zhì)的過(guò)渡是逐漸完成的，兩者之間無(wú)明顯界線。3、意義及評(píng)價(jià)：第一次揭示了玻璃的微不均勻性，描述了玻璃 結(jié)構(gòu)近程有序的特點(diǎn)。4、不足之處：晶子尺寸太小，無(wú)法用x射線檢測(cè)，晶子的含量、組成也無(wú)法得知。 二、無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)1、實(shí)驗(yàn)： 圖4-2 瓦倫對(duì)玻璃的x-衍射圖說(shuō)明：A、由于石英玻璃和方石英的特征譜線重合，瓦倫認(rèn)為石英玻璃和方石英中原子間距大致一致。峰值的存在并不說(shuō)明晶體的存在。B、石英玻璃中沒(méi)有象硅膠一樣的小角度衍射，從而說(shuō)明是一種密實(shí)體，結(jié)構(gòu)中沒(méi)有不連續(xù)的

15、離子或空隙。實(shí)驗(yàn)表明，玻璃物質(zhì)主要部分不可能以方石英晶體的形式存在，而每個(gè)原子的周?chē)优湮粚?duì)玻璃和方石英來(lái)說(shuō)都是一樣的。2、學(xué)說(shuō)要點(diǎn)：(1)形成玻璃的物質(zhì)與相應(yīng)的晶體類(lèi)似，形成相似的三維空間網(wǎng)絡(luò)。(2)這種網(wǎng)絡(luò)是由離子多面體通過(guò)橋氧相連，向三維空間無(wú)規(guī)律的發(fā)展而構(gòu)筑起來(lái)的。(3)電荷高的網(wǎng)絡(luò)形成離子位于多面體中心，半徑大的變性離子，在網(wǎng)絡(luò)空隙中統(tǒng)計(jì)分布，對(duì)于每一個(gè)變價(jià)離子則有一定的配位數(shù)。 (4)氧化物要形成玻璃必須具備四個(gè)條件：A、每個(gè)O最多與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成離子相連。B、多面體中陽(yáng)離子的配位數(shù) 4。C、多面體共點(diǎn)而不共棱或共面。D、多面體至少有3個(gè)角與其它相鄰多面體共用。3、評(píng)價(jià) (1) 說(shuō)

16、明玻璃結(jié)構(gòu)宏觀上是均勻的。解釋了結(jié)構(gòu)上是遠(yuǎn)程無(wú)序的， 揭示了玻璃各向同性等性質(zhì)。 (2) 不足之處：對(duì)分相研究不利，不能完滿(mǎn)解釋玻璃的微觀不均 勻性和分相現(xiàn)象。4、結(jié)論：兩種假說(shuō)各具優(yōu)缺點(diǎn)，兩種觀點(diǎn)正在逐步靠近。統(tǒng)一的看法是-玻璃是具有近程有序、遠(yuǎn)程無(wú)序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的無(wú)定形物質(zhì)。晶子假說(shuō)著重于玻璃結(jié)構(gòu)的微不均勻和有序性。無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)著重于玻璃結(jié)構(gòu)的無(wú)序、連續(xù)、均勻和統(tǒng)計(jì)性。它們各自能解釋玻璃的一些性質(zhì)變化規(guī)律。4-6 常見(jiàn)玻璃類(lèi)型通過(guò)橋氧形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的玻璃稱(chēng)為氧化物玻璃。典型的玻璃形成的氧化物是SiO2、B2O3、P2O5和GeO2，制取的玻璃，在實(shí)際應(yīng)用和理論研究上均很重要。一、硅酸鹽玻璃1、

17、石英玻璃由硅氧四面體SiO2以頂角相連而組成的三維網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有其晶體那樣近程有序，它是其它硅酸鹽玻璃的基礎(chǔ)。二氧化硅為主體氧化物，決定性作用，當(dāng)R2O或RO加入玻璃中，由于增加O/Si比例，使O/Si比為主的三維結(jié)構(gòu)破壞，隨之玻璃性質(zhì)發(fā)生變化，這些連按方式的改變會(huì)伴隨物理性質(zhì)的變化。2、玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)：X每個(gè)多面體百橋氧離子平均數(shù)Y每個(gè)多面體橋氧平均數(shù)Z第個(gè)多面體氧離子平均總數(shù)R氧硅總數(shù)之比由上式得四個(gè)參數(shù)中，y-結(jié)構(gòu)參數(shù)yz 不能形成三維網(wǎng)絡(luò)y愈小，網(wǎng)絡(luò)空間聚集愈小，結(jié)構(gòu)也更松散，并出現(xiàn)較大深隙。(1)石英玻璃(SiO2) Z=4 R=2 X=2×240 Y2(4

18、-2)=4(2)Na2O.2SiO2 Z=4 R=5/2 X=2×5/241 Y2(45/2)=3(3) Na2O.SiO2(水玻璃) Z=4 R3 X2 Y2(4) 2Na2O.SiO2 Z4 R4 X4 Y0(不形成玻璃)(5)10molNa2O8%molCaO82%molSiO2 Z4 R(10+8+82×2)/82=2.22 X=0.44 Y=3.56(6) 10molNa2O.8%molAl2O382%molSiO2 Z4 R(10+24+82×2)/(82+8×2)2.02 X0.0 Y3.96注意：（1）有些的離子不屬典型的網(wǎng)絡(luò)形成離子或網(wǎng)

19、絡(luò)變性離子，如Al3+、Pb2+等屬于所謂的中間離子，這時(shí)就不能準(zhǔn)確地確定R值。 若 (R2ORO)/Al2O3 > 1 , 則有AlO4 即為網(wǎng)絡(luò)形成離子； 若 (R2ORO)/Al2O3 < 1 , 則有AlO6 即為網(wǎng)絡(luò)變性離子； 若 (R2ORO)/Al2O3 » 1 , 則有AlO4 即為網(wǎng)絡(luò)形成離子。典型玻璃的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)X，Y和R值見(jiàn)表4-1。表4-1 典型玻璃的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)X，Y和R值組成RXYSiO2204Na2O·2SiO22.513Na2O ·1/3Al2O3 ·2SiO22.250.53.5Na2O ·Al2O3 &

20、#183;2SiO2204Na2O·SiO2322P2O52.513（2）Y是結(jié)構(gòu)參數(shù)。玻璃的很多性質(zhì)取決于Y值。Y<2 時(shí)硅酸鹽玻璃就不能構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)。 在形成玻璃范圍內(nèi)：Y增大網(wǎng)絡(luò)緊密，強(qiáng)度增大，粘度增大，膨脹系數(shù)降低，電導(dǎo)率下降。Y下降網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)疏松，網(wǎng)絡(luò)變性離子的移動(dòng)變得容易，粘度下降，膨脹系數(shù)增大，電導(dǎo)率增大。Y對(duì)玻璃性質(zhì)的影響情況見(jiàn)表4-2。表4-2 Y對(duì)玻璃性質(zhì)的影響組成Y熔融溫度膨脹系數(shù)a×107SiO231523146P2O531573140Na2O·SiO221323220Na2O·P2O521373220硅酸鹽玻璃與硅酸鹽晶體結(jié)

21、構(gòu)上顯著的差別：(1) 晶體中SiO骨架按一定對(duì)稱(chēng)性作周期重復(fù)排列，是嚴(yán)格有序的，在玻璃中則是無(wú)序排列的。晶體是一種結(jié)構(gòu)貫穿到底，玻璃在一定組成范圍內(nèi)往往是幾種結(jié)構(gòu)的混合。(2) 晶體中R或R2陽(yáng)離子占據(jù)點(diǎn)陣的位置：在玻璃中，它們統(tǒng)計(jì)地分布在空腔內(nèi)，平衡Onb的負(fù)電荷。雖從Na2O-SiO2系統(tǒng)玻璃的徑向分布曲線中得出Na+平均被57個(gè)O包圍，即配位數(shù)也是不固定的。 (3)晶體中，只有半徑相近的陽(yáng)離子能發(fā)生互相置換，玻璃中，只要遵守靜電價(jià)規(guī)則，不論離子半徑如何，網(wǎng)絡(luò)變性離子均能互相置換。(因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易變形，可以適應(yīng)不同大小的離子互換)。在玻璃中析出晶體時(shí)也有這樣復(fù)雜的置換。(4)在晶體中一

22、般組成是固定的，并且符合化學(xué)計(jì)量比例，在形成玻璃的組成范圍內(nèi)氧化物以非化學(xué)計(jì)量任意比例混合。由于玻璃的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)比晶體有更大的可變動(dòng)性和寬容度，所以玻璃的性能可以作很多調(diào)整，使玻璃品種豐富，有十分廣泛的用途。二、硼酸鹽玻璃B2O3是硼酸鹽玻璃中的網(wǎng)絡(luò)形成體，B2O3也能單獨(dú)形成氧化硼玻璃。B：2s22p1，O：2s22p4；BO之間形成sp2三角形雜化軌道，還有空軌道，可以形成3個(gè)鍵，所以還有p電子，B 除了3個(gè)鍵 還有鍵 成分。氧化硼玻璃的結(jié)構(gòu)：(1) 從B2O3玻璃的RDF曲線證實(shí)，存在以三角體(BO3是非常扁的三角錐體，幾乎是三角形)相互連結(jié)的硼氧組基團(tuán)。(2) 按無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)，純B2O3玻璃的結(jié)構(gòu)可以看成由BO3無(wú)序地相連而組成的向兩度空間發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)(其中有很多三元環(huán))。B-O鍵能498kj/mol，比SiO鍵能444kj/mol大，但因?yàn)锽2O3玻璃的層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)的特性，任何 BO3附近空間并不完全被三角體所充填，而不同于SiO4。 B2O3玻璃的層之間是分子力，是一種弱鍵，所以B2O3玻璃軟化溫度低(450)，表面張力小，化學(xué)穩(wěn)定性差(易在空氣中潮解)，熱膨脹系數(shù)高。一般說(shuō)純B2O3玻璃實(shí)用價(jià)值小。但B2O3是唯一能用來(lái)制造有效吸收慢中子的氧化物玻璃，而且是其它材料不可取代的。B2O3與R2