玻璃及玻璃的結(jié)構(gòu)

上節(jié)課主要內(nèi)容一、熔體的特點(diǎn)①熔體和玻璃的結(jié)構(gòu)相似；②結(jié)構(gòu)中存在著近程有序區(qū)。二、聚合物的形成

初期：石英顆粒的分化；

中期：縮聚反應(yīng)并伴隨聚合物的變形；

后期：在一定溫度(高溫)和一定時(shí)間(足夠長(zhǎng))下達(dá)到聚合解聚平衡。

三、熔體的粘度與溫度的關(guān)系四、影響熔體粘度的因素1、溫度2、組成§3.3玻璃的通性各向同性；介穩(wěn)性（亞穩(wěn)性）；熔體向玻璃體轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性；由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)，物理、化學(xué)性質(zhì)隨溫度變化的連續(xù)和漸變性。玻璃性能的可設(shè)計(jì)性。一、各向同性均質(zhì)玻璃其各方向的性質(zhì)如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等都相同（非均質(zhì)玻璃中存在應(yīng)力除外）。玻璃的各向同性是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)無(wú)序排列而呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)均質(zhì)

結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。（遠(yuǎn)程無(wú)序、近程有序）二、介穩(wěn)性熱力學(xué)—高能狀態(tài)，有析晶的趨勢(shì)；動(dòng)力學(xué)—高粘度，析晶不可能，長(zhǎng)期保持介穩(wěn)態(tài)。BACDEGFKV,UTgTgTm三、熔體向玻璃體轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程是可逆的與漸變的，這與熔體的結(jié)晶過(guò)程有明顯區(qū)別。BACDEGFKV,UTgTgTm冷卻碼速率會(huì)影望響Tg大小占，快務(wù)冷時(shí)Tg較慢煉冷時(shí)成高，K點(diǎn)在F點(diǎn)前惰。Fu貴ld卸a測(cè)出Na－Ca－Si玻璃大：(a月)加熱使速度(℃比/m童in踐)另0情.5廉1羽5餃9Tg(℃古)帆46痕8篇47歌9噸49超3朋49腔9(b養(yǎng))加熱娃時(shí)與備冷卻授時(shí)測(cè)多定的Tg溫度膚應(yīng)一訂致（超不考供慮滯后）。造實(shí)罪際測(cè)泛定表茄明玻屈璃化臘轉(zhuǎn)變海并不款是在深一個(gè)溫確定褲的Tg點(diǎn)上月，而充是傅有一餡個(gè)轉(zhuǎn)洲變溫方度范貍圍。玻璃雜沒(méi)有鍋固定賄熔點(diǎn)味，玻吐璃加今熱變關(guān)為熔燈體過(guò)除程也胃是漸各變的。結(jié)貌論★玻璃土轉(zhuǎn)變帖溫度Tg是區(qū)在分玻池璃與餃其它芳非晶膜態(tài)固稿體的爆重要子特征激?！飩骺s慧統(tǒng)玻折璃：TM>Tg傳統(tǒng)盾玻璃迎熔體合與玻量璃體關(guān)的轉(zhuǎn)辣變是安可逆摔的，線漸覽變的餃?！锓邱g傳統(tǒng)松玻璃(無(wú)定蠻形物面質(zhì))：TM<Tg二者他的轉(zhuǎn)福變不娘可逆溝。用匪氣相釘沉積戶(hù)等方騎法艦制得蒜的Si、Ge、Bi等無(wú)驅(qū)定形雞薄膜盜在加航熱到Tg之前綢就會(huì)隙產(chǎn)生絨析晶活相變痛，宏憶觀特恥性上欠也有墊一定羊差別腿。第一歪類(lèi)性眨質(zhì)：擱玻璃蟻的電排導(dǎo)、月比容犧、粘奶度等第二愿類(lèi)性追質(zhì)：杯玻璃牛的熱貝容、瓜膨脹河系數(shù)傳、密奔度、羊折射豎率等第三神類(lèi)性狀質(zhì)：東玻璃版的導(dǎo)兼熱系琴數(shù)和考彈性版系數(shù)庫(kù)等四、估由廉熔融鳴態(tài)向掀玻璃虧態(tài)轉(zhuǎn)國(guó)化時(shí)頃，物填理、渡化學(xué)嚼性質(zhì)終隨溫骨度變掏化的培連續(xù)今性性質(zhì)溫度TgTfTg：玻璃幻玉形成吉溫度，又盡稱(chēng)脆性撈溫度。它產(chǎn)是玻姐璃出索現(xiàn)脆自性的倡最高津溫度跌，由出于在然這個(gè)腿溫度吸下可痕以消艇除玻腳璃制帝品因誦不均助勻冷株卻而宜產(chǎn)生也的內(nèi)普應(yīng)力截，所摧以也中稱(chēng)退火被溫度疏上限。Tf：軟化磁溫度。它室是玻坡璃開(kāi)訂始出議現(xiàn)液緊體狀蜓態(tài)典賄型性漫質(zhì)的立溫度賀。相駁當(dāng)于蓋粘度109dP攏a·灘S，也是按玻璃霉可拉慣成絲男的最帥低溫捐度。五、刪玻從璃性忌能的棄可設(shè)拐計(jì)性玻璃鉛的膨馬脹系昏數(shù)、仆粘度喘、電犧導(dǎo)、軌電阻拋、折史射率查、化際學(xué)穩(wěn)賠定性炸等物緩理化擔(dān)學(xué)性牌質(zhì)都給遵守守加和羨法則部，即袋組成袖變化嘆，性嚷能隨絞之改魔變?！?暮.4玻璃伏的形認(rèn)成玻璃尤態(tài)物街質(zhì)形怨成方軋法歸泥類(lèi)玻璃記形成荷的熱錯(cuò)力學(xué)壟觀點(diǎn)形成呀玻璃表的動(dòng)硬力學(xué)屠手段玻璃神形成供的結(jié)因晶化趴學(xué)條茶件一、僑玻璃健態(tài)物據(jù)質(zhì)形嫁成方昨法歸倚類(lèi)1.傳統(tǒng)氧玻璃讀生產(chǎn)物方法私：缺點(diǎn)豎：冷卻輝速度霧較慢乓，一億般40～60揭K/枝h。近代屋有各痰種超速做冷卻法，付冷卻報(bào)速度夕達(dá)1惡06～1登08K/燃s拆(實(shí)驗(yàn)月室急詢(xún)冷達(dá)1～10蝕K/衫s)，用垃以制乘造Pb－Si,年Au－Si－Ge金屬宴玻璃掏，V2O5，WO3玻璃誕(一般炒均為粱薄膜)。2.非熔則融法例：化學(xué)柔氣相諸沉積種“CV隊(duì)D”制取旱各種夢(mèng)薄膜盞和涂刷層；用高爪速中家子或α粒子棄轟擊滔晶體辨材料桂使之瞎無(wú)定參形化巷的“輻照掛法”菠；用“凝膠像”法勵(lì)，由活水解旺和縮丑聚過(guò)喝程可涂以形青成塊材薄膜寫(xiě)或纖食維，反大大甚擴(kuò)大深了玻賄璃的電種類(lèi)穴和使著用范儲(chǔ)圍。3.氣相幅轉(zhuǎn)變瓜法——支“無(wú)定同形薄災(zāi)膜”煎；把晶相轉(zhuǎn)變讀所得特的玻揪璃態(tài)偏物質(zhì)狀稱(chēng)“無(wú)定冷形固坑體”；把液相轉(zhuǎn)變顯所得找的玻窯璃態(tài)擠物質(zhì)蛛稱(chēng)“玻璃忘固體”。其差慌別在喂于形滑狀和曉近程赤有序授程度匹不同。二、娃玻璃穿形成出的熱著力學(xué)仗觀點(diǎn)熔體尋有三筍種冷素卻途奏徑(釋放盛的能卸量大乞小不程同)：1、結(jié)堂晶化完；2、玻鑄璃化—過(guò)冷泥后在Tg溫度撤下“肆凍結(jié)秩”為供玻璃巾；3、分歇相；注：玻璃輪化和幻玉分相替后由跡于玻燒璃與幅晶體講的內(nèi)能骨差值不大繼，故析晶辱動(dòng)力較小弟，實(shí)臟際上添能保妥持長(zhǎng)鐘時(shí)間滑的穩(wěn)嶺定。研究恥什么偉樣的死物質(zhì)游？什屆么條遵件？杜對(duì)玻攏璃形撤成有淘利!熱力行學(xué)、召動(dòng)力齒學(xué)、魔結(jié)晶慢化學(xué)止。玻璃晶體ΔGaΔGvΔG挎v越大休析晶湊動(dòng)力綠越大瓣，越軋不容傷易形鑰成玻吩璃。ΔG冠v越小唐析晶弊動(dòng)力戒越小怎，越裕容易律形成掘玻璃烏。Si俘O2ΔG洗v=2妖.5摘;Pb優(yōu)Si賴(lài)O4ΔG呢v=3瘡.7尖Na2Si蹤蝶O3ΔG裹v=3規(guī).7?；瘍赡芰κ帲篠i唐O2>戰(zhàn)Pb楚Si啊O4>口Na2Si攏O3眾多簽科學(xué)怖家從臥：d、α、ΔH、ΔS等熱棟力學(xué)息數(shù)據(jù)朱研究憤玻璃釀形成棵規(guī)律熟，結(jié)貸果都托是失掛敗的藝！熱到力學(xué)萌是研誕究反仗應(yīng)、航平衡僻的好鐘工具夫，但記不能視對(duì)玻由璃形摔成做御出重暗要貢喜獻(xiàn)！三、戀形成板玻璃摸的動(dòng)塑力學(xué)囑手段1、Ta誰(shuí)mm雙an觀點(diǎn)嬌：影響班析晶幣因素:成核身速率Iv和晶榜體生涼長(zhǎng)速農(nóng)率u－－需要訴適當(dāng)亮的過(guò)冷默度(△殿T=烏Tm-T椅)：過(guò)冷邁度增逆大，熔體壞粘度增加置，使田質(zhì)點(diǎn)瞧移動(dòng)鐘困難司，難穩(wěn)于從飲熔體蒙中擴(kuò)粥散到漁晶核除表面殖，不瘋利于議晶核稱(chēng)長(zhǎng)大噸；過(guò)冷薄度增晌大，熔體自質(zhì)點(diǎn)足動(dòng)能降低偷，有控利于尚質(zhì)點(diǎn)旗相互薪吸引姓而聚薪結(jié)和昨吸附遇在晶午核表集面，覺(jué)有利虹于成春核。過(guò)冷水度與脂成核形速率Iv和晶河體生憶長(zhǎng)速撤率u必有叫一個(gè)極值。結(jié)論Iv漆=粒P油*溜D其中美：P—范—臨界橋核坯禍的生拉長(zhǎng)速笨率D—滔—相鄰憤原子翅的躍鴿遷速痕率DPIvT速率一方使面：T粘度蒙質(zhì)奇點(diǎn)運(yùn)掩動(dòng)困丑難，魚(yú)難于亡擴(kuò)散底到晶傲核表智面，醬不利膚于成糊核和掉長(zhǎng)大尸。另一陽(yáng)方面握：T質(zhì)點(diǎn)您動(dòng)能偵質(zhì)店點(diǎn)間廈引力追容易鴿聚集毀吸附唇在晶很核表逃面，早對(duì)成寄核有動(dòng)利。結(jié)論Iv呈極廊值變畜化過(guò)冷憶度△T=斜Tm-Tu=Be亦xp肆(-G細(xì)a/否kT)*燃[1姿-Be暴xp廢(-G縮慧v/澆kT)]其中療：①項(xiàng)——質(zhì)點(diǎn)普長(zhǎng)程射遷移豪的影母響②項(xiàng)——與Gv有關(guān)叮，晶搞體態(tài)召和玻柳璃態(tài)法兩項(xiàng)舟自由脊能差.Gv＝疾H禁T道/T盜e①項(xiàng)②項(xiàng)Tu①②結(jié)論u呈極救值變蘋(píng)化速率IVuIV(B)析晶區(qū)總析概晶速瓜率——1、過(guò)冷狼度太壟小或挖過(guò)大包，對(duì)纏成核氏和生殘長(zhǎng)均溜不利型。只燙有在擁一定茄過(guò)冷控度下泉才能剩有最歡大的IV和u。(A)uIVuIVIVuIV(B)析晶區(qū)(A)uIVuIV2、IV和u兩曲布線重籮疊區(qū)蔑，稱(chēng)公析晶爬區(qū)，障在此孤區(qū)域陣內(nèi)，IV和u都有草一個(gè)泡較大暮的數(shù)逝值，既有躬利成龜核，騰又有命利生握長(zhǎng)。IVuIV(B)析晶區(qū)(A)uIVuIV3、兩側(cè)斃陰影付區(qū)為犁亞穩(wěn)西區(qū)。主左側(cè)T太小嘉，不餐可能坑自發(fā)利成核伙，右蔥側(cè)T太大膀，溫謀度太顏低，狂粘度凱太大崖，質(zhì)問(wèn)點(diǎn)難陵以移駕動(dòng)無(wú)俯法形竄成晶結(jié)相。初亞穩(wěn)永區(qū)為族實(shí)際閣不能樹(shù)析晶剩區(qū)。IVuIV(B)析晶區(qū)(A)uIVuIV4、如果IV和u的極蔽大值吊所處躍的溫卵度范牽圍很短靠近且，熔閘體就束易析腿晶而乒不易卵形成礦玻璃田。反宏之，變就不疾易析濃晶而勾易形墻成玻輛璃。Ta邀mm反an觀點(diǎn)漲的結(jié)者論：1、過(guò)冷澤度太賊小或姨過(guò)大斧，對(duì)逗成核廊和生俊長(zhǎng)均捕不利丟。只閃有在惜一定跑過(guò)冷螞度下檔才能著有最汁大的IV和u。2、IV和u兩曲借線重析疊區(qū)憲，稱(chēng)罵析晶股區(qū)，錄在此滅區(qū)域脊內(nèi)，IV和u都有夜一個(gè)咐較大此的數(shù)浸值，既有驅(qū)利成世核，剖又有絨利生戶(hù)長(zhǎng)。3、兩側(cè)洽陰影零區(qū)為銅亞穩(wěn)濫區(qū)。蹲左側(cè)T太小盛，不罰可能刃自發(fā)民成核魂，右挖側(cè)T太大折，溫扁度太牽低，舊粘度炒太大霧，質(zhì)衫點(diǎn)難授以移勿動(dòng)無(wú)劣法形登成晶族相。毅亞穩(wěn)賣(mài)區(qū)為例實(shí)際倦不能柄析晶挪區(qū)。4、如果IV和u的極院大值塔所處呢的溫意度范激圍很狂靠近簽，熔犧體就月易析娃晶而理不易特形成處玻璃秋。反荷之，懲就不亮易析摘晶而創(chuàng)易形擋成玻減璃。熔體羨在Tm溫度獸附近仍若粘摘度很帶大，繡此時(shí)裂晶核慕產(chǎn)生戲與晶鉗體的稈生長(zhǎng)自阻力銷(xiāo)均很曠大，精因而泳易形并成過(guò)載冷液抬體而天不易努析晶事。IV和u兩曲話(huà)線峰沖值大幟小及獲相對(duì)息位置睛，都撫由系統(tǒng)媽本性所決更定。近代纏研究俘證實(shí)顆，如銹果冷扛卻速器率足炮夠快刮，則任何簽材料厚都可籠以形槐成玻躍璃。從動(dòng)改力學(xué)磁角度嫌研究各類(lèi)宗不同蝕組成覽的熔宰體以多濫快的唐速率眠冷卻才能夸避免膨產(chǎn)生吼可以理探測(cè)沾到的錦晶體列而形賞成玻淘璃，偵這是炸很有銳意義錦的。2、Uh糞lm籠an候n觀點(diǎn)方：確定種玻璃翼中可末以檢剩測(cè)到釣的晶體齊的最捐小體殖積(V/V＝10－6)；考慮次熔體則究竟策需要何多快屬的冷閣卻速哥率才奸能防堵止此滔結(jié)晶左量的律產(chǎn)生獸，從抓而獲刻得檢犁測(cè)上萬(wàn)合格岡的玻楚璃。根據(jù)室相變慢動(dòng)力乳學(xué)理懼論，此對(duì)均務(wù)勻成鼓核，浴在時(shí)棒間t內(nèi)單鏡位體雷積的V/V，可用Jo繡hn截so令n-Me歲hl季-A中vr耽am照i式來(lái)濟(jì)描述外。借助星此式濱繪制給定春體積丹分?jǐn)?shù)捏的三T曲線，并胖可估眉計(jì)出例避免沸生成持10－6分?jǐn)?shù)欄晶體羨所必設(shè)須的逗冷卻動(dòng)速率割。Tg玻璃相TM穩(wěn)定液相亞穩(wěn)液相結(jié)晶相t三T即：Ti頂me襯-T轉(zhuǎn)em座pe蓄ra肯tu托re需-T其ra承ns桃fo慣rm廁at粥io訪n三T曲線膀的繪圈制：1、選擇肢一個(gè)唯特定途的結(jié)跡晶分氣數(shù)1駝0－6；2、在一陽(yáng)系列眨溫度寧下計(jì)攪算成慘核速琴率IV、生長(zhǎng)衡速率u；3、把計(jì)剖算所吃得IV、u代入救上式宿求出予對(duì)應(yīng)士時(shí)間t問(wèn);4、以ΔΤ＝ΤM－T為縱時(shí)坐標(biāo)搭，冷戴卻時(shí)池間t為橫廈坐標(biāo)械作出3T圖。只有云三T曲線英前端曠即鼻那尖對(duì)晨應(yīng)析員出1環(huán)0－6體積遭分?jǐn)?shù)忙的晶玻體的粥時(shí)間斑是最忘少的融。為碌避免蛇析出鎮(zhèn)10－6分?jǐn)?shù)終的晶篇體所重需的臨界隱冷卻歇速率可由皮下式底近似愛(ài)求出若(dT密/d織t)c大，奇則形我成玻濃璃困冬難，厘反之任則容扣易。Tg玻璃相TM亞穩(wěn)液相結(jié)晶相t系統(tǒng)A、B、C中，楊系統(tǒng)C達(dá)到10-6晶體底體積牲分?jǐn)?shù)的所需逐時(shí)間慮最長(zhǎng)課，對(duì)把應(yīng)的揀最大坐冷卻按速率各最低甜，因喉此相霧對(duì)容僑易形記成玻律璃。時(shí)間捎，t過(guò)冷耐度(2哪)dT怖/d初t越小拜，容示易形腹成玻膨璃。(3急)Tg/TM接近稼“2/館3”時(shí)，炎易形別成玻備璃，六即三分廳之二歪規(guī)則葵。(1豪)熔點(diǎn)嚇時(shí)的卷粘度埋高，佩易形來(lái)成?？噶?，飾析晶煩阻力始較大醉，TM時(shí)的命粘度既是形皆成玻拼璃的隨主要員標(biāo)志得。結(jié)午論由Tg與Tm作圖歌知，秋易生堆成玻牧璃的論組成測(cè)在直鑄線的上方。啄此規(guī)考則反京映形然成玻群璃所腫需冷澡卻速玻率大叔小。玻璃形成條件：E、、、2/3規(guī)則、(TM)總結(jié)抗:SiO2四、康玻璃叫形成腳的結(jié)溝晶化交學(xué)條快件1、鍵強(qiáng)銳（孫蛋光漢輪理論犧）(1郵)單鍵貞強(qiáng)度>3桂35蠅kJ瞧/m須ol閘(或80耕kc需al轎/m憑ol貴)的氧濫化物——網(wǎng)絡(luò)獄形成命體。(2狼)單鍵傭強(qiáng)度<2打50蹲kJ努/m姿ol億(或60焦kc渾al種/m柿ol盛)的氧而化物——網(wǎng)絡(luò)肢調(diào)整城體。(3貼)在25冬0～33壯5k貍J/脈mo糠l為——中間堡體，其收作用論介于丹玻璃贈(zèng)形成博體和心網(wǎng)絡(luò)洪形成插體之云間。羅生超（Ra檢ws察on）進(jìn)一沫步發(fā)杜展了憑孫光愿漢理灘論：?jiǎn)捂I尖強(qiáng)度/Tm.套p>0誦.0抗5Kc飲al嘉/m芝ol易形喝成玻者璃；單鍵侮強(qiáng)度/Tm.逮p<0臭.0哨5Kc將al救/m吩ol不易剛形成喇玻璃鏡?？梢苑f(shuō)明背：熔轎點(diǎn)低扛的氧鳴化物承易于典形成磚玻璃佩，如及，B2O3不易林析晶損！(1飽)離子拒化合至物如Na叢Cl、Ca征Cl2在熔難融狀阿態(tài)以抱正、短負(fù)離超子形位式單呈獨(dú)存?zhèn)仍冢瑒⒘鲃?dòng)符性很忠大。廚由于某離子附鍵作壯用范芬圍大叨，無(wú)漸方向偵性且祝有較店高的鹿配位噸數(shù)，隙組成嘆晶格妥的幾竟率較版高，濁在凝徐固點(diǎn)態(tài)由庫(kù)腐侖力托迅速戒組成材晶格賓，所講以很難嘗形成以玻璃。2、鍵叢型(2告)金屬言鍵物身質(zhì)在熔卻融時(shí)閣失去乎聯(lián)系思較弱桑的e后以盲正離脾子狀教態(tài)存童在。紛價(jià)電羊子屬咱于一欺定的閉能帶盛，不槐固定里在某康一個(gè)冰局部鍛，由貓于金非屬鍵畏無(wú)方弦向性你和飽浮和性訴，原晌子相餡遇組干成晶座格的欺幾率屠最大(C斜N=框12際),很難雞形成鼻玻璃。(3冰)純粹奴共價(jià)面鍵物甲質(zhì)大部像分為銜分子挪結(jié)構(gòu)核，在賊分子跨內(nèi)部濫以共駕價(jià)鍵射相聯(lián)茂系，底而分咽子之虎間是億無(wú)方浙向性程的范愉德華朵力，史在冷揭卻過(guò)自程中擦形成壤分子瘡晶格塵的幾巾率比司較大川，很難腿形成嶼玻璃。重要寨因素:共價(jià)寺因素隊(duì)和強(qiáng)蝦的極腎化作坦用。結(jié)論：三種衰純鍵握型在愛(ài)一定需條件瞞下都羞不能庫(kù)形成笑玻璃。離子菌共價(jià)屯混合居鍵金屬坐共價(jià)丹混合叢鍵什么串鍵型假才能種形成食玻璃晝？當(dāng)離子遇鍵向銷(xiāo)共價(jià)藏鍵過(guò)捐渡，離羞子共油價(jià)混康合鍵弄，主山要在冠于有SP電子蜂形成軌的雜頂化軌屬道，吼并構(gòu)年成σ鍵和π鍵，通過(guò)強(qiáng)烈曬的極化遞作用，這種閣混合叼鍵既具有豪離子病鍵易菊改變攪鍵角、易悄形成罪無(wú)對(duì)從稱(chēng)變屬形的麻趨勢(shì)此，有蠻利于皇造成考玻璃與的遠(yuǎn)昌程無(wú)享序，支又有共源價(jià)鍵詢(xún)的方淺向性限和飽釣和性，不掛易改鄭變鍵勞長(zhǎng)和神鍵角征的傾席向，逃造成課玻璃建的近寨程有倚序，睜因此荷容易葛形成我玻璃唱。例如：[S校iO4]內(nèi)表宏現(xiàn)為顛共價(jià)獲鍵特張性，蝴其O－Si－O鍵角礦為1惡09028/，而帝四面頸體共烤頂連卻結(jié)，O－Si－O鍵角后能在躲較大建范圍不內(nèi)無(wú)耍方向聰性的末連接窄起來(lái)勒，表座現(xiàn)了蔑離子挪鍵的閉特性斗。按電負(fù)投性估祝計(jì)離秒子鍵價(jià)比例吃由5％(如As2O3)到75％(如Be蠅F2)都有濁可能?chē)娦纬膳Ａчy?！?灶.5玻璃刃的結(jié)蹈構(gòu)玻璃獨(dú)的結(jié)渠構(gòu)：是記指玻齡璃中屯質(zhì)點(diǎn)輝在空北間的渣幾何蠻配置闖、有么序紅程度窄以及武彼此敘間的訪結(jié)合露狀態(tài)箱。玻璃駕結(jié)構(gòu)低特點(diǎn)：近程課有序掉，遠(yuǎn)績(jī)程無(wú)碧序。不同本科學(xué)悠家對(duì)鉤玻璃描的認(rèn)產(chǎn)識(shí)玻璃茂結(jié)構(gòu)話(huà)研究苗的歷吃史加入R2O或ROx－射線衍射分析結(jié)構(gòu)單元是[SiO4],且四面體共角相連石英玻璃紅外線光譜非橋氧鍵產(chǎn)生玻璃萍結(jié)構(gòu)咬研究卸的歷擊史不同憲科學(xué)取家對(duì)望玻璃捆的認(rèn)援識(shí)：門(mén)捷得列夫碧：玻璃婚是一運(yùn)個(gè)無(wú)犬定形古物質(zhì)達(dá)，沒(méi)乒有固瓣定化墓學(xué)組器成，輝與合酸金類(lèi)湊似。So王ck知ma端n：玻璃芹的結(jié)團(tuán)構(gòu)單浸元是堵具有蛾一定燥的化謊學(xué)組副成的奇分子純聚合斃體。Ta忙mm榮an：玻璃卷是一辰種過(guò)回冷液績(jī)體。兩個(gè)鉗很重暑要的學(xué)說(shuō)姿：無(wú)規(guī)負(fù)則網(wǎng)俊絡(luò)學(xué)柏說(shuō)晶子蒼學(xué)說(shuō)1、實(shí)驗(yàn)瓦倫總對(duì)玻還璃的x-衍射扭圖一、鋼無(wú)態(tài)規(guī)則填網(wǎng)絡(luò)疾學(xué)說(shuō)親（Za腦ch脆ar掉ia購(gòu)se夏n）(1希)說(shuō)明：a.由于匠石英坊玻璃熱和方美石英而的特沫征譜低線重務(wù)合，偉瓦倫節(jié)認(rèn)為鍛石英繞玻璃棒和方殺石英酸中原唱子間背距大午致一潛致。蔑峰值蘭的存育在并勤不說(shuō)沾明晶布體的競(jìng)存在滅。計(jì)顆算晶鼻體的漲尺寸晃：7.格7A0，方石妻英晶膠胞的已尺寸閘：7.候0A0。b：石英嘆玻璃幅中沒(méi)仙有象浮硅膠敞一樣邪的小蘆角度通衍射籍，從恥而說(shuō)怎明是跪一種密實(shí)輝體，結(jié)葡構(gòu)中促?zèng)]有介不連垂續(xù)的烤離子臟或空潔隙。(此結(jié)煩構(gòu)與塞晶子堤假說(shuō)馳的微他不均父勻性駕相矛消盾。)第一河峰：第二逝峰：第三斗峰：第四米峰：第五奸峰：可推菠測(cè)Si－O－Si的鍵絲式角為14視40。峰的寺位置線：表漁示原快子的荒間距策；師峰的往面積店：表盤(pán)示配義位數(shù)石英玻璃的徑向分布曲線0123456710.0008.0006.0004.0002.000Km4r2

(r)Si-SiO-OSi-OSi-SiO-O(2降)用傅絡(luò)利葉神分析陶法，貝畫(huà)出混石英綠玻璃鍛的徑接向分千布曲懸線實(shí)驗(yàn)饞表明毫：玻璃刮物質(zhì)來(lái)主要芹部分竭不可果能以蚊方石域英晶撥體的犬形式獻(xiàn)存在屆，而畢每個(gè)膽原子貼的周通圍原辱子配授位對(duì)研玻璃晶和方枕石英縮慧來(lái)說(shuō)充都是顛一樣馳的。2、學(xué)禽說(shuō)要盼點(diǎn)：(1字)形成制玻璃渡的物作質(zhì)與傲相應(yīng)薄的晶仍體類(lèi)妹似，泰形成宿相似仔的三叔維空津間網(wǎng)掉絡(luò)。(2兔)這種巧網(wǎng)絡(luò)典是由插離子擇多面趕體通衡過(guò)橋模氧相遙連，崖向三羽維空筋間無(wú)唯規(guī)律竭的發(fā)撥展而剪構(gòu)筑拿起來(lái)財(cái)?shù)摹?3存)電荷駐高的離網(wǎng)絡(luò)就形成吩離子剪位于厚多面鑰體中舒心，黃半徑敏大的膚變性眼離子錄，在惜網(wǎng)絡(luò)淘空隙遺中統(tǒng)黨計(jì)分妥布，齡對(duì)于梳每一詢(xún)個(gè)變嗓價(jià)離路子則文有一挺定的汪配位取數(shù)。(4砍)氧化贈(zèng)物要廊形成忙玻璃氏必須囑具備四個(gè)條件結(jié)：A、每個(gè)O最多念與兩姓個(gè)網(wǎng)厚絡(luò)形劍成離密子相評(píng)連。B、多面擠體中末陽(yáng)離趕子的超配位事數(shù)≤叔4。C、多面誼體共遷點(diǎn)而請(qǐng)不共許棱或困共面蘭。D、多面粗體至沒(méi)少有啦3個(gè)俱角與之其它甩相鄰萄多面退體共惜用。3、評(píng)嶼價(jià)(1獸)說(shuō)明襖玻璃皇結(jié)構(gòu)屠宏觀氣上是問(wèn)均勻筆的。齒解釋幅了結(jié)奶構(gòu)上胃是遠(yuǎn)叼程無(wú)弄序的勵(lì)，業(yè)揭示集了玻涼璃各沾向同高性等選性質(zhì)蔥。(2蝴)不足抓之處佩：對(duì)牧分相梢研究務(wù)不利迷，不略能完側(cè)滿(mǎn)解鞭釋玻醉璃的怒微觀懶不均寄勻性標(biāo)和分貼相現(xiàn)胸象。二、繭晶子洪學(xué)說(shuō)（在藍(lán)前蘇碌聯(lián)較簽流行)1、實(shí)部驗(yàn)：(1扮)19愿21年列別柔捷夫在研劇究硅主酸鹽倉(cāng)玻璃研時(shí)發(fā)歸現(xiàn)，跑玻璃么加熱脆到57東3℃時(shí)其亮折射叉率發(fā)事生急漏劇變庫(kù)化，萄而石坊英正鐮好在57較3℃發(fā)生αβ型的聚轉(zhuǎn)變?cè)?。在丈此基已礎(chǔ)上受他提碌出玻君璃是弊高分叼散的妹晶子冬的集舊合體盈，后躬經(jīng)瓦址連柯瘋夫等寧人逐朱步完病善。上述蹲現(xiàn)象螺對(duì)不害同玻夢(mèng)璃，默有一借定普德遍性稼。40漏0～60軟0℃為玻蹲璃的Tg、Tf溫度。(2淹)研究律鈉硅答二元摘玻璃利的x-射線拴散射嫁強(qiáng)度第曲線抽：1、未加熱2、618℃保溫1小時(shí)3、800℃保溫10分鐘(670℃保溫20小時(shí))27Na2O－73SiO2的x射線散射強(qiáng)度曲線第一根峰：是扁石英弦玻璃孟衍射額的主壘峰與威晶體暗石英存特征說(shuō)峰一污致。第二丘峰：是Na2O-用Si乖O(shè)2玻璃喘的衍已射主顆峰與磁偏硅嫩酸鈉常晶體何的特餃征峰殲一致喪。在鈉硅桂玻璃中，莫上述協(xié)兩個(gè)敬峰均尸同時(shí)宜出現(xiàn)件。Si痕O2的含嫁量增兼加，唯第一垂峰明自顯，桐第二盆峰減遼弱；Na2O含量軍增加舊，第菠二峰化強(qiáng)度子增加善。鈉硅濤玻璃平中同擦?xí)r存貌在方石皆英晶嫩子和冰偏硅依酸鈉居晶子船，而俊且隨頓成分曠和制賭備條犁件而晶變。提高涂溫度慮或延場(chǎng)長(zhǎng)保躲溫時(shí)這間，怠衍射享主峰織清晰敬，強(qiáng)戒度增抗大，白說(shuō)明汪晶子油長(zhǎng)大肚。但龜玻璃而中方歌石英勿晶子斯與方威石英處晶體券相比巷有變安形。結(jié)鋒論2、要償點(diǎn)：玻璃聾由無(wú)構(gòu)數(shù)的爽“晶嶼子”近組成蜜。所取謂“中晶凡子”慕不同形于一朗般微羨晶，畢而是駛帶有晶格醒變形的有方序區(qū)綢域，鄉(xiāng)豐它分葵散于裹無(wú)定究形的懷介質(zhì)洲中，逝并且版“陜晶子刪”到才介質(zhì)飲的過(guò)杏渡是舌逐漸襯完成懲的，罵兩者閱之間此無(wú)明幕顯界散線。3、意害義及普評(píng)價(jià)：第遙一次爹揭示鴉了玻紛璃的縱微不吹均勻葵性，弟描述及了玻翅璃結(jié)勉構(gòu)近壇程有刻序的笛特點(diǎn)書(shū)。4、不舒足之約處：晶鼻子尺偏寸太濃小，貫無(wú)法隔用x－射線量檢測(cè)腿，晶吼子的草含量斧、組坡成也狐無(wú)法章得知奴。綜述巷：兩種胳假說(shuō)鋤各具柱優(yōu)缺除點(diǎn)，溉兩種趕觀點(diǎn)哀正在岸逐步憲靠近春。統(tǒng)縫一的臥看法妄是——玻璃庸是具梯有近鼠程有刪序、勉遠(yuǎn)程貌無(wú)序穩(wěn)結(jié)構(gòu)唐特點(diǎn)覺(jué)的無(wú)傍定形黑物質(zhì)杰。晶子俯假說(shuō)松著重唉于玻璃殘結(jié)構(gòu)懸的微項(xiàng)不均局勻和樹(shù)有序涉性。無(wú)規(guī)芒則網(wǎng)易絡(luò)學(xué)覺(jué)說(shuō)著詳重于玻璃柏結(jié)構(gòu)屬的無(wú)釣序、蕩連續(xù)覺(jué)、均友勻和將統(tǒng)計(jì)緣瑞性。它們系各自屯能解沒(méi)釋玻抱璃的苦一些僵性質(zhì)灶變化上規(guī)律肯。§3始.6玻璃鞠的類(lèi)裳型通過(guò)橋氧形成網(wǎng)絡(luò)謊結(jié)構(gòu)的玻羊璃稱(chēng)設(shè)為氧化罵物玻勸璃。典型前的氧植化物造玻璃邀有：Si醒O2、B2O3、P2O5、和Ge品O2，這忠些氧序化物潮玻璃豈在實(shí)趴際應(yīng)辜用和膏理論涼研究干上均抗很重間要。一、測(cè)硅酸隸鹽玻迫璃這是振實(shí)用尿價(jià)值壓最大警的一蕉類(lèi)玻喚璃，船由于Si慚O2等原木料資艱源豐奧富，具成本趣低，秩對(duì)常繞見(jiàn)的投試劑雅和氣銳體有良好鄉(xiāng)豐的化由學(xué)穩(wěn)劃定性評(píng)，硬匠度高枝，生產(chǎn)日方法慢簡(jiǎn)單惜等優(yōu)藏點(diǎn)而費(fèi)成為祥工業(yè)隔化生皂產(chǎn)的端實(shí)用匯價(jià)值貓最大趙的一羽類(lèi)玻配璃。1、石防英玻村璃：石英宵玻璃兇是由[S但iO4]四面曠體以頂角稠相連而組俘成的刺三維乳網(wǎng)絡(luò)休，Si的配敞位數(shù)蔽為4，O的配壤位數(shù)林為2想，Si－O鍵長(zhǎng)鏈為0.黑16尿2n甘m,舒O－O鍵長(zhǎng)岡為0.抱26爬5n雪m。Si功-O編-S予i鍵角喇為12貿(mào)00~1稿800的范胳圍內(nèi)加，中產(chǎn)心在14場(chǎng)40。與晶體桃石英攻的差剩別：玻璃寨中Si涌-O然-S蝕i鍵角爛有顯毛著的尖分散，使蟻石英名玻璃沒(méi)有女晶體陵的遠(yuǎn)光程有允序。石英沃玻璃扛密度告很小非，d＝2.液20～2.藝22銷(xiāo)g/暫cm3石英紋玻璃零和方盆石英工晶體勾里Si飲-O棗-S儀i鍵角()分布禿曲線2、玻阻璃的壤結(jié)構(gòu)飼參數(shù)符：當(dāng)R2O、RO等氧罷化物妹引入韻石英蝴玻璃掙，形潑成二悟元、炸三元?jiǎng)由踔溜@多元駝硅酸款鹽玻敵璃時(shí)乖，由午于O/Si比增倘加——三維仰骨架泰破壞——玻璃門(mén)性能怕改變。參見(jiàn)P73表4-泥4中O/Si對(duì)硅熱酸鹽雨網(wǎng)絡(luò)闊結(jié)構(gòu)促的影烘響。(Si(((OSi((((Si(((Si((OOSi((OSiO(OO/Si22~察2.坑52.堤52.念5~頁(yè)3.槽0硅氧答結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(S炊iO2)網(wǎng)衡絡(luò)網(wǎng)喜絡(luò)網(wǎng)絡(luò)此和鏈勉或環(huán)四面釘體[S乞iO4]狀態(tài)OSiO((OSiOOOSiOOOO/Si3.03.54.0硅氧結(jié)構(gòu)鏈或環(huán)群狀硅酸鹽離子團(tuán)島狀硅酸鹽四面體[SiO4]狀態(tài)OSiOOOSiONaOO四面毛體[S宮iO4]的網(wǎng)屠絡(luò)狀洲態(tài)與R+、R2+等的臥極化座與數(shù)虹量有錄關(guān)。原子糕數(shù)的松增加均使Si攏-O很-S攏i的Ob鍵變棟弱。料同時(shí)袍使Si刮-O插-S鳥(niǎo)i的Onb鍵變煉的更仇為松而弛。R＝O/Si比，很即玻凱璃中氧離文子總鼠數(shù)與網(wǎng)絡(luò)距形成沙離子講總數(shù)與之比浩。X＝每個(gè)行多面舞體中平均艦非橋戲氧(百分首數(shù))＝X/兩(X頑+Y沙/2峽)。Y＝每個(gè)似多面猜體中平均升橋氧察數(shù)(百分躍數(shù))＝（Y/陜2）/(盛X+溜Y/猴2)。Z=每個(gè)瘦多面洲體中氧離適子平痛均總陳數(shù)（一般籠硅酸查鹽和渡磷酸純鹽玻米璃中且為4，硼擋酸鹽嫌玻璃朱中為3）平。參數(shù)催間存挽在的些關(guān)系侍：(1晚)石英丹玻璃(S脹iO2)飲Z船=4皮R=循2X=疫2×薄2－4＝0Y＝2(頸4-造2)侍=4(2佳)N質(zhì)a2O.駝2S每iO2Z=傅4盟R激=5菜/2X=嘉2×逗5/萬(wàn)2－4＝1Y＝2(舊4－5/崖2)示=3(3渡)給Na2O.蓮Si斜O(jiān)2(水玻舉璃)Z=露4蓄R＝3X＝2Y＝2(4爹)朱2N收a2O.濟(jì)Si延O2Z＝4奸R＝4X＝4Y＝0(不形陵成玻使璃)(5掘)1始0％mo你lN夫a2O.散8%絞mo混lC盡aO部.8青2%里mo損lS超iO2Z＝4R＝(1顏0+饅8+知82兔×2構(gòu))/已82昂=2武.2災(zāi)2X=忠0.悟44Y=孝3.用56(6葵)鋒10％mo眾lN知a2O.接8%阻mo柿lA恰l2O3.8備2%宅mo曉lS怕iO2Z＝4R＝(1吳0+板24凡+8兩2×倚2)拖/(逃82閥+8認(rèn)×2沖)＝2.幫02X＝0.彎0Y＝3.吵96注意——有些匹的離床子不宗屬典忘型的丘網(wǎng)絡(luò)竊形成墳離子言或網(wǎng)速絡(luò)變朵性離戰(zhàn)子，影如Al3+、Pb2+等屬臺(tái)于所是謂的鄉(xiāng)豐中間色離子汗，這抄時(shí)就鈴不能箭準(zhǔn)確數(shù)地確問(wèn)定R值。若(R2O＋RO莫)/陡Al2O3>放1,則有[A俯lO4]即為網(wǎng)絡(luò)異形成忽離子息。若(R2O＋RO敲)/腥Al2O3<氧1,則有[A左lO6]即為網(wǎng)絡(luò)查變性縫離子匯。若(R2O＋RO適)/成Al2O31,則有[A顆lO4]即為網(wǎng)絡(luò)勤形成遇離子甚。312.5P2O5223Na2O·SiO2402Na2O·Al2O3·2SiO23.50.52.25Na2O·1/3Al2O3·2SiO2312.5Na2O·2SiO2402SiO2YXR組成典型嗽玻璃弓的網(wǎng)子絡(luò)參剪數(shù)X，Y和R值Y是結(jié)籍構(gòu)參日數(shù)。球玻璃錦的很亦多性娃質(zhì)取相決于Y值。Y<虎2時(shí)硅捎酸鹽雖玻璃昂就不縮慧能構(gòu)效成三動(dòng)維網(wǎng)張絡(luò)。在形襖成玻烏璃范辯圍內(nèi)傾：Y增大機(jī)網(wǎng)絡(luò)喜緊密狗，強(qiáng)僑度增炭大，昂粘度圓增大響，膨吼脹系猾數(shù)降尤低，凱電導(dǎo)取率下憑降。Y下降風(fēng)網(wǎng)絡(luò)事結(jié)構(gòu)曲疏松蛾，網(wǎng)跑絡(luò)變局性離殖子的辯移動(dòng)變得板容易定，粘它度下除降，柿膨脹喝系數(shù)普增大殊，電藥導(dǎo)率困增大倍。22013732Na2O·P2O522013232Na2O·SiO214015733P2O514615233Na2O·2SiO2膨脹系數(shù)×107熔融溫度(℃)Y組成Y對(duì)玻片璃性撥質(zhì)的賣(mài)影響硅酸填鹽玻寒璃與尾硅酸燒鹽晶衛(wèi)體結(jié)姐構(gòu)上洞顯著特的差召別：(1餡)晶體欣中Si-O骨架話(huà)按一輝定對(duì)沾稱(chēng)性枕作周裕期重些復(fù)排鍋列，煉是嚴(yán)格艘有序的，業(yè)在?？椓е星騽t是無(wú)序福排列的。桶晶體汁是一遞種結(jié)他構(gòu)貫撐穿到歐底，煙玻璃嫩在一萍定組榮成范綱圍內(nèi)掩往往漆是幾種草結(jié)構(gòu)的混峽合。(2依)晶體焦中R＋或R2＋陽(yáng)離真子占西據(jù)點(diǎn)陣乞的位沙置：在線玻璃躺中，鄉(xiāng)豐它們統(tǒng)計(jì)嗎地分夸布在空慢腔內(nèi)滔，平猶衡Onb的負(fù)課電荷黨。雖成從Na2O-窩Si棚O2系統(tǒng)陳玻璃奪的徑斬向分叔布曲趟線中甲得出Na+平均掩被5～7個(gè)O包圍賓，即仔配位獸數(shù)也剛是不振固定善的。比推較(3掛)晶體醒中，獲只有半徑豈相近的陽(yáng)堪離子眠能發(fā)拆生互壁相置志換，齊玻璃在中，只要遭遵守企靜電鋼價(jià)規(guī)嘗則，不論扯離子形半徑最如何薦，網(wǎng)惡絡(luò)變魄性離火子均錫能互捎相置皮換。(因?yàn)榍肪W(wǎng)絡(luò)類(lèi)結(jié)構(gòu)省容易索變形壘，可話(huà)以適本應(yīng)不稠同大吸小的挪離子霞互換)。在冤玻璃中析唯出晶張?bào)w時(shí)剖也有篩這樣你復(fù)雜否的置曲換。(4塞)在晶凍體中售一般組成意是固戰(zhàn)定的，抵并且趨符合棕化學(xué)希計(jì)量些比例竟，鴨在漁形成以玻璃推的組澡成范寬圍內(nèi)委氧化霸物以非化啊學(xué)計(jì)論量任完意比挑例混久合。由于郵玻璃云的化統(tǒng)學(xué)組售成、谷結(jié)構(gòu)瘋比晶款體有銹更大斜的可殘變動(dòng)窩性和葉寬容里度，語(yǔ)所以洗玻璃幸的性競(jìng)能可余以作表很多逆調(diào)整潛，使胖玻璃愧品種袍豐富截，有血十分竟廣泛毅的用揚(yáng)途。結(jié)論二、朋硼酸隸鹽玻驗(yàn)璃B2O3是硼灘酸鹽遮玻璃際中的挪網(wǎng)絡(luò)奇形成伏體，B2O3也能礎(chǔ)單獨(dú)的形成葵氧化近硼玻狠璃。B：2s22p1O：2s22p4;B－O之間絞形成sp2三角肉形雜平化軌狀道，招還有炮空軌累道，帽可以遷形成3個(gè)σ鍵，所詢(xún)以還冒有p電子母，B除了建3個(gè)σ鍵若還有π鍵成輪分。氧化詠硼玻田璃的會(huì)結(jié)構(gòu)葉：(1靠)從B2O3玻璃織的RD體F曲線歷證實(shí)寶，存公在以三角邪體([B侍O(píng)3]是非畫(huà)常扁建的三用角錐液體，脂幾乎鉆是三興角形)相互依連結(jié)快的硼諸氧組姓基團(tuán)林。(2踩)按無(wú)箱規(guī)則飼網(wǎng)絡(luò)鹽學(xué)說(shuō)濤，純B2O3玻璃躺的結(jié)單構(gòu)可濃以看吹成由[B改O3]無(wú)序鉗地相鞏連而蜜組成辭的向殊兩度端空間衡發(fā)展款的網(wǎng)步絡(luò)(其中議有很蔬多三抱元環(huán))。B-育O鍵能可49赴8kJ反/m遷ol貫,比Si-O鍵能44點(diǎn)4k逐J/車(chē)mo慎l大，努但因采為B2O3玻璃脫的層世狀或費(fèi)鏈狀劣結(jié)構(gòu)篩的特榨性，罪任何[B匠O3]附近富空間帆并不省完全究被三歌角體階所充煤填，廚而不順同于[S嬌iO4]。B2O3玻璃勉的層萌之間敬是分調(diào)子力鐘，是瘦一種上弱鍵哄，所忌以B2O3玻璃涼軟化姑溫度穩(wěn)低(4嬌50典℃)，表覺(jué)面張牌力小樂(lè)，化宿學(xué)穩(wěn)半定性稅差(易在需空氣斥中潮縮慧解)