北京化工大学材料化学讲稿第3章(A).ppt

⑷ 凝固过程中物理、化学性质的连续性 玻璃体由熔融状态凝固转变为机械固态，或者加热时发生逆过程的转变，其物理化学性质随温度的变化是连续的。 综上所述： 只有同时具有上述四个基本特性的任何物体，不论其化学成份及其组成如何变化，都可称为玻璃态。 2、玻璃体的化学稳定性 玻璃的化学稳定性就是指玻璃抵抗水、酸、碱以及其他化学介质或气体侵入的能力。 玻璃的化学稳定性不但与玻璃的化学组成有关，而且和它的热处理方法以及所接触介质的性质等有关。 大部分工业玻璃的主要成分是硅和氧，一般含量为75~80％，硅和氧构成坚固的硅氧骨架，在硅氧骨架结构中存在着碱金属、碱土金属以及其他二价金属和它们的化合物。 在酸性介质中，Si—O网络结构不容易被侵蚀，但玻璃中所含的易于迁移的网络游离体会向外扩散而进入溶液中，而质子H+(或水化了的核子H3O+)则向内部迁移，也就是产生一种离子交换，这一过程进行得快慢与玻璃的化学组成，温度等有关。 常规情况下交换量很少，扩散速度随时间的延长而逐渐降低，可以认为，玻璃对酸性水溶液的稳定性是随时间逐渐增强的。 玻璃体在碱溶液中则呈现完全不同的变化行为，溶液中OH―可使Si—O—Si键破裂，发生如下反应： ≡Si—O—Si≡ + OH― ≡Si—OH + ―O—Si≡ 如果玻璃的结构原来就比较疏松，网络的缺口很多、碱溶液又比较浓时，可使玻璃完全溶化。 一般情况,普通硅酸盐玻璃被碱溶液的侵蚀程度不很大，但比较明显。 纯水中有H+及OH―离子，对玻璃兼有上述的两种作用，一般H+离子交换得较快，由于H+减少，使pH值提高，OH―离子开始对玻璃进行侵蚀作用。玻璃发生水解时，开始时很快，随后比较缓慢，最后作用停止。水解后生成硅氧凝胶薄膜，厚度大约为20~40埃，具有一定的坚固性，具有较强的抗水和抗酸能力，有人称之为“保护薄膜”。 硅酸盐玻璃对水和酸的稳定性取决于硅氧和碱金属化合物的含量。硅氧含量增加使稳定性提高，因此石英玻璃的稳定性最好。碱性氧化物增加则使稳定性降低，其中Li2O的影响最大，其次为Na2O，再次是K2O。如以二价、三价、四价的氧化物代替其中的Na2O时，玻璃的化学稳定性将大大提高，其中以A12O3、ZrO2的作用最明显。 玻璃的组成对化学稳定性有较大影响，但并不是唯一的因素，玻璃表面经热处理后化学稳定性可以提高10倍以上。 3.5 晶体结构的研究方法 JEM-2000FXII Nano-TiO2 Nano-TiO2 HRTEM Ru Yang, Min Li, Hongyan Yu, Mesoporous Properties of Nanosized Anatase Titania Powders Prepared by Urea Hydrolysis with PEG Dispersant, Journal of Materials Science Letters, 2003,22:1131 Amorphoeous Nano-FeB 100nm (a) 25nm (c) 20nm (d) 100nm (b) Fig.4-2. TEM and HRTEM images of the cubic ceria nanowires calcined at different temperatures: (a) and (c) air-dired (C4); (b) and (d) 673K (C4-400). The insets are electron diffraction (SEAD) pattern of the corresponding nanowires. Fig.1 XRD patterns for as-synthesized CeO2-TiO2 samples with different compositions. Successively from bottom to top, samples are: Ti/Ce1.0/0.0(TiO2), Ti/Ce1.0/0.1, Ti/Ce1.0/0.4, Ti/Ce1.0/0.8, Ti/Ce1.0/1.0, Ti/Ce0.8/1.0, Ti/Ce0.4/1.0, Ti/Ce0.1/1.0, Ti/Ce0.0/1.0 (CeO2). X射线衍射仪 It is over! See you next time! (4) β —ZnS(闪锌矿)型结构 立方晶系，F43m空间群，a0＝0.540nm，Z＝4。ZnS是立方面心格子，S’—离子位于立方面心的结点位置，而Zn2+离于交错地分布于立方体内的1/8小立方体的中心。Zn2+离子的配位数是4，S2-离子的配位数也是4，见图1-10(a)。若把