第三章熔体与非晶态固体第一课概述.pptxVIP

熔体与非晶态固体 ;原 因;;表3－1 几种金属固、液态时的热容值;4. X射线衍射图相似(图3－1) 　 液体衍射峰最高点的位置与晶体相近，表明了液体中某一质点最邻近的几个质点的排列形式与间距和晶体中的相似。液体衍射图中的衍射峰都很宽阔，这是和液体质点的有规则排列区域的高度分散有关。由此可以认为，在高于熔点不太多的温度下，液体内部质点的排列并不是象气体那样杂乱无章的，相反，却是具有某种程度的规律性。这体现了液体结构中的近程有序和远程无序的特征。;图3－1 不同聚集状态物质的X射线衍射强度 随入射角度变化的分布曲线; 综上所述: 　　 液体是固体和气体的中间相，液体结构在气化点和凝固点之间变化很大，在高温（接近气化点）时与气体接近，在稍高于熔点时与晶体接近。 　　 由于通常接触的熔体多是离熔点温度不太远的液体，故把熔体的结构看作与晶体接近更有实际意义。 ;二、硅酸盐熔体结构;表3－2 硅酸盐聚合结构;熔体中R－O键的键性以离子键 为主。 当R2O、RO引入硅酸盐熔体中时，Si4+能把R－O上的氧离子吸引到自己周围，使Si－O键的键强、键长、键角发生改变，最终使桥氧断裂，这个过程称为分化过程。;O/Si比升高，[SiO4]之间连接方式可以从石英的 架状、层状、带状、链状、环状最后过渡到桥氧全部断裂而形成[SiO4]岛状，[SiO4] 连接程度降低。;(1) 当熔体组成不变时，随温度升高，低聚物数量增加；否则反之。;;把聚合物的形成大致分为三个阶段： 初期：主要是石英颗粒的分化； 中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形； 后期：在一定温度(高温)和一定时间(足够 长) 下达到聚合? 解聚平衡。 ; D 聚合物理论要点 ;2、玻璃的结构参数： 当R2O、RO等氧化物引入石英玻璃，形成二元、三元甚至多元硅酸盐玻璃时，由于O/Si比增加——三维骨架破坏——玻璃性能改变。 ;O/Si比对硅酸盐网络结构的影响;O;R＝ O/Si 比，即玻璃中氧离子总数与网络形成离子总数之比。 X＝ 每个多面体中非桥氧平均数。 Y＝ 每个多面体中桥氧数平均数。 Z = 每个多面体中氧离子平均总数（一般硅酸盐和磷酸盐玻璃中为4，硼酸盐玻璃中为3）。 参数间存在的关系：;(1)石英玻璃(SiO2) Z=4 R=2 X=2×2－4＝0 Y＝2(4-2)=4 (2)Na2O.2SiO2 Z=4 R=5/2 X=2×5/2－4＝1 Y＝2(4－5/2)=3 (3) Na2O.SiO2(水玻璃) Z=4 R＝3 X＝2 Y＝2 (4) 2Na2O.SiO2 Z＝4 R＝4 X＝4 Y＝0(不形成玻璃);(5)10％molNa2O?8%molCaO ? 82%molSiO2 Z＝4 R＝(10+8+82×2)/82=2.22 X=0.44 Y=3.56 (6) 10％molNa2O ? 8%molAl2O3 ? 82%molSiO2 Z＝4 R＝(10+24+82×2)/(82+8×2)＝2.02 X＝0.0 Y＝3.96 ;注意? 有些离子不属典型的网络形成离子或网络变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子，这时就不能准确地确定R值。 若 (R2O＋RO)/Al2O3 1 , 则有[AlO4] 即为网络形成离子 若 (R2O＋RO)/Al2O3 1 , 则有[AlO6] 即为网络变性离子 若 (R2O＋RO)/Al2O3 ? 1 , 则有[AlO4] 即为网络形成离子;3;? ? Y是结构参数。玻璃的很多性质取决于Y值。Y2 时硅酸盐玻璃就不能构成三维网络。 在形成玻璃范围内： Y增大网络紧密，强度增大，粘度增大，膨胀系数降低，电导率下降。 Y下降网络结构疏松，网络变性离子的移动变得容易，粘度下降，膨胀系数增大，电导率增大。;220;粘度的测定： 　 硅酸盐熔体的粘度相差很大，从10－2～1015Pa·s，因此不同范围的粘度用不同方法测定． 107～1015 Pa·s：拉丝法。根据玻璃丝受力作用的伸长速度来确定。 10～107 Pa·s：转筒法。利用细铂丝悬挂的转筒浸在熔体内转动，悬丝受熔体粘度的阻力作用扭成一定角度，根据扭转角的大小确定粘度。 100.5～1