玻璃体和熔体.pptVIP

*（二）熔体的表面张力定义：将表面增大一个单位面积所需要作的功(或把质点从内部移到表面所消耗的能量)。表面能——增加单位表面积时，体系自由能的增加；表面张力——扩张表面单位长度所需要的力。比较：数值相同，但表面张力是向量，表面能是标量。液体的表面张力与表面能数值相同单位：N/m或J/m2硅酸盐熔体的表面张力比一般液体高，它随其组成而变化，一般波动在220～380mN/m之间。熔体的表面张力大小，对液、固表面的润湿，对硅酸盐制品的加工有着重要影响。表3-2为一些熔体的表面张力。第31页，共82页，星期日，2025年，2月5日*影响表面张力(?)的因素1、温度温度升高，表面张力下降（温度升高，质点热运动加剧，表面与内部的质点能量差别减小）。一般温度升高100℃，表面张力减小1%。2、组成（1）不具有表面活性的氧化物Al2O3、CaO、MgO、SiO2等加入，使熔体的表面张力增大；具有表面活性的氧化物B2O3、V2O5、P2O5、PbO、K2O等加入，使熔体的表面张力减小。（2）B2O3的影响：[BO3]作平行于表面排列，层间结合力较小，表面张力很小(?＝80mN/m)，这样的表面与熔体内部之间能量差较小，所以B2O3是瓷釉中常用的降低表面张力的组分。第32页，共82页，星期日，2025年，2月5日*3.结构O/Si比下降，[SiO4]合程度增大，硅氧负离子团聚可被排挤到熔体表面，使表面张力降低；具有金属键的熔体表面张力共价键离子键分子键。硅酸盐熔体间有共价键和离子键，其表面张力介于典型共价键熔体与离子键熔体之间。总之，熔体内部质点间作用力强，会导致表面张力增大。4.介质两种熔体混合时，表面张力不具加和性。其中较小的被排挤到表面富集，混合体系的表面张力以较小的为主。第33页，共82页，星期日，2025年，2月5日*§3.1.2玻璃的形成一．玻璃态物质的形成方法简介传统玻璃：熔融并在常规条件下冷却而形成玻璃，目前工业生产上普遍采用的方法。非熔融法制备玻璃：由气相转变得到玻璃（无定形薄膜）；由晶相转变得到玻璃（无定形固体）；由液相转变得到玻璃（玻璃固体）。这些转变过程都有相应的相变热，如图所示。第34页，共82页，星期日，2025年，2月5日*蒸发热汽化热溶解热第35页，共82页，星期日，2025年，2月5日*二．玻璃的形成与熔体组成和化学键的关系聚合程度越低，越不易形成玻璃；聚合程度越高，特别是当具有三维网络或歪扭链状结构时，越容易形成玻璃。此时网络或链错杂交织，质点作空间位置的调整并析出对称性良好、长程有序的晶体比较困难。（1）聚合负离子团（2）键强氧化物的键强是决定它能否形成玻璃的重要条件。表3-4为各氧化物的单键键能（孙光汉1947年提出）。M-O单键强度=化合物MOx的分解能/正离子的配位数根据单键键能的大小，将氧化物分为以下三类：①网络形成体（正离子为网络形成离子）：单键强度335KJ/mol，这类氧化物能单独成玻璃；第36页，共82页，星期日，2025年，2月5日*②网络改变体（正离子为网络改变离子）：单键强度250KJ/mol，这类氧化物不能单独形成玻璃，但能改变网络结构，使玻璃性质改变；（如：K、Na、Ca、Mg等）③网络中间体（正离子为中间离子）：单键强度在335～250KJ/mol之间，其作用介于形成体和改变体之间。（如：Al、Pb、Zr等）键强大小反映了氧化物熔体中配位多面体能否以负离子团存在，键强大，氧化物熔融后负离子团牢固，键的破坏和重排困难，成核位垒高，不易析晶而易成玻璃。第37页，共82页，星期日，2025年，2月5日*罗生（Rawson）进一步发展了孙光汉的理论，提出用单键能与熔点的比值作为衡量玻璃形成能力的参数。表3-4中列出了部分比值。该比值越高（单键能高而熔点低）的氧化物越易形成玻璃。氧化物的单键能/熔点0.42KJ/mol·K，为网络形成体；单键能/熔点0.125KJ/mol·K为网络改变体；介于两者之间的称为网络中间体。罗生的理论把物质的结构与其性质结合起来，有助于解释在二元或多元系统中组成落在低共熔点或共熔界线附近时，易形成玻璃的原因。第38页，共82页，星期日，2025年，2月5日*表3-4第39页，共82页，星期日，2025年，2月5日*（3）