玻璃与熔体习题.docVIP

玻璃与熔体 1、什么是粘度：单位面积的内磨擦力与速度梯度的比例系数。 2、单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，过程为缩聚过程。网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网络形成剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点﹤ 0.125kJ/mol.k者称为网络变形剂。T,P及组成不变的条件下,增加单位表面积对系统所做的功。 表面张力：气--液表面上，液相内存在一种力图缩小表面积的张力。 6、1)各向同性(2)可逆渐变性(3)体积等性质连续变化(4)介稳性 7、二价氧化物CaO、MgO与四价氧化物SiO2对熔体的粘度有何影响，为什么？答：1）CaO、MgO都是降低熔体粘度，因为它们破坏[SiO4]四面体网络结构。2）SiO2提高熔体粘度，SiO2是玻璃形成剂，从而形成[SiO4]四面体的网络结构。 8、计算SiO2（石英玻璃）的网络参数。 9、一种玻璃的组成试80％SiO2和20％Na2O，试计算其非桥氧百分数。 解：将玻璃组成由质量百分数换算成摩尔百分数。 质量百分数 摩尔数 摩尔百分数 SiO2 NA2O 80 20 1.33 0.32 80.6 19.4 非桥氧百分数＝×100％＝×100＝21.5％ 表示一个桥氧分属两个四面体共有。 10、有两种不同配位的玻璃，其组成如下（质量百分数）： 序号 Na2O Al2O3 SiO2 1 10 20 70 2 20 10 70 试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？ 解：将玻璃组成由质量百分数换算成摩尔百分数 NO. Na2O Al2O3 SiO2 Y 质量 摩尔 质量 摩尔 质量 摩尔 1 2 10 20 10.6 20.4 20 10 12.9 6.2 70 70 76.5 73.4 2.72 3.66 1#玻璃 Na2O/Al2O3＝ 所以Al3+在玻璃中起网络变性离子的作用 2#玻璃 Na2O/Al2O3＝1 Al3+在玻璃中起网络形成离子的作用 Y2＝4-0.34＝3.66 因而Y1Y2 R1R2 即2#玻璃桥氧分数大于1#，但O/Si比小于1#玻璃，可以判断在高温下1#溶体粘度小于2#。 11、 试从结构上比较硅酸盐与硅酸盐玻璃的主要区别： 解：硅酸盐晶体与玻璃结构上的主要区别是： （1） 硅酸盐晶体中，硅氧骨架按一定的对称规律有序排列；在玻璃中硅氧骨架排列是无序的。 （2） 在硅酸盐晶体中，骨架外的网络变性离子占据了点阵的一定位置；而在玻璃中Me2+离子统计分布在骨架的空腔内使氧的负电荷得以平衡。 （3） 在硅酸盐晶体中，只有当外来阳离子半径与晶体中阳离子半径相近时，才能发生同晶置换；在玻璃中则不论半径如何，骨架外阳离子均能发生置换，只要求遵守静电价键规则。 （4） 在晶体中（如这种晶体不是固溶体）原始组分（氧化物）相互间有简单的固定数量比例即符合化学计量；而在玻璃中，氧化物几乎以任意比例混合即不符合化学计量。 12、在SiO2中应加入多少Na2O，使玻璃的O/Si=2.5，此时析晶能力是增强还是削弱？ 解：设加入x mol的Na2O，而SiO2的量为y mol。 则O/Si=（x+2y）/ y =2.5 ∴x=y/2 即二者的物质量比为1:2时，O/Si=2.5。 因为O/Si增加了，粘度下降，析晶能力增强了。 固体的表面与界面 1、什么是粘附：两种物质在界面上产生相互的吸引而粘结在一起的力。 2、什么是接触角，其大小对液相润湿固相影响如何？ 接触角：气液界面能与液固界面能之间的夹角。θ=0，完全润湿；θ90度时，部分润湿；θ90度时，不能润湿。 3、吸附：固体和液体表面存在大量不饱和键的原子和离子，它们都能吸引外来的原子，离子，分子，这一现象称为吸附。 4、MgO—Al2O3—SiO2系统的低共熔物放在Si3N4 陶瓷片上，在低共熔温度下，液相的表面张力为900×10-3N/m，液体与固体的界面能为600×10-3N/m，测得接触角为70.52°， ⑴ 求Si3N4的表面张力。