第4章 高聚物及非晶态材料.pptVIP

材料科学基础3.熔融态转变为玻璃态是渐变的、可逆的，在一定温度范围内完成，无固定熔点。Tg—玻璃转变温度Tg，固体（玻璃）Tg，熔体只有熔体?玻璃体可逆的转变温度范围第62页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础玻璃软化温度Tf当对玻璃加热到某温度时，便会逐渐出现软化，可以进行吹制、拉制成型玻璃制品，玻璃开始呈现液体状态典型特性第63页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础Tg~Tf——反常间距或转变范围玻璃许多性质发生急变特有的过渡温度范围。第64页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础4.由熔融态向玻璃态转变过程中，物理、化学性质连续变化。结构急速变化，性质随之突变。对控制玻璃性质有重要意义第65页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础4.3.5玻璃的形成第66页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础1.玻璃态物质的形成方法第67页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础传统方法——玻璃原料经加热熔融，再经快速冷却冷却速度106?C/s时，金属材料也可以形成非晶金属。出现了许多新技术，获得玻璃态物质。第68页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础第69页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础2.玻璃形成的热力学观点第70页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础熔体冷却时释放能量的3种方式：①结晶化②玻璃化③分相第71页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础根据热力学理论，玻璃态物质总有降低内能转变为晶态的趋势，如果玻璃化释放的能量较多，使玻璃与晶体的内能相差很少，那么这种玻璃的析晶能力小，也能以亚稳态长时间稳定存在。——作为形成玻璃的热力学条件第72页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础3.玻璃形成的动力学条件第73页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础不考虑分相，玻璃化和结晶化是两个对立的过程，对结晶化不利的条件恰恰是形成玻璃的有利条件。第74页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础结晶过程晶核生成速率（成核速率）晶核生长速率（u）Iv=f(?T)u=f(?T)第75页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础第76页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础动力学条件研究：——3T图（Time-Temperature-Transformation）第77页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础=10-6第78页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础如何解释3T图的形状？第79页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础比较不同物质形成玻璃的能力第80页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础4.玻璃形成的结晶化学条件键强键型第81页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础（1）键强各种化合物的分解能，除以化合物的配位数，得到单键能。是决定它能否形成玻璃的重要条件。第82页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础①玻璃网络形成体：单建强335kJ/mol，这类氧化物能单独形成玻璃，其正离子称为网络形成离子。SiO2、B2O3等。②网络变性体：单键能250kJ/mol，这类氧化物不能形成玻璃，而是改变网络结构，从而使玻璃性质改变，其正离子称为网络变性离子。R2O、RO。③中间体：作用介于玻璃形成体和网络变性体之间，R2O3等。第83页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础劳森修正理论：单键能除以熔点的比值作为衡量玻璃形成能力的参数，单键能愈高、熔点愈低的氧化物愈容易形成玻璃。第84页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础单键能/熔点0.42kJ/(mol?K)为网络形成体单键能/熔点0.125kJ/(mol?K)为网络变性体单键能/熔点介于二者之间为网络中间体第85页，共128页，星期日，2025年，2月5日材料科学基础可很好地解释B2O3易形成玻璃而难以析晶的原因，并有助于理解在二元或多元系统中组成落在低共