聊城大学《材料物理化学》第三章 溶体1.pptVIP

3.了解玻璃的通性：各向同性、介稳性、熔体向玻璃转变的渐变性、连续性。 4.了解玻璃结构的两种学说即晶子学说和无规则网络学说的主要内容。 5.了解玻璃的形成条件 晶体与液体的体积密度相近 晶体→液体：体积变化小（10％，相当于质点间平均距离增加3％左右）； 液体→气体：体积增大数百倍至数千倍（例如水增大124倍）。 表明：液体中质点之间平均距离和固体十分接近，而和气体差别较大。 晶体熔融热比液体气化热小得多 表明：晶体和液体内能差别不大，质点在固体和液体中相互作用力接近。 固液态热容量相近 表明：质点在液体中热运动性质（状态）和在固体中差别不大，基本上仍是在平衡位置附近作简谐振动。 几种金属固、液态时的热容值 液体衍射峰最高点位置与晶体相近，表明： 液体中某一质点最邻近几个质点的排列形式与间距和晶体中的相似； 液体衍射峰很宽阔，缘于： 液体质点有规则排列区域的高度分散； 液体结构特征：近程有序，远程无序。 在高于熔点不太多的温度下，液体内部质点排列具有某种程度规律性，而非象气体一样杂乱无章。 一、近程有序理论 晶态时，晶格中质点的分布按一定规律排列，而这种规律在晶格中任何地方都表现着，称为“远程有序”。 熔体时，晶格点阵(crystal lattices)被破坏，不再具有“远程有序”的特性，但由于熔化后质点的距离和相互间作用力变化不大，因而在每个质点四周仍然围绕着一定数量的、作类似于晶体中有规则排列的其它质点，和晶体不同的是这个中心质点稍远处（10~20A）这种规律就逐渐破坏而趋于消失。对于这种小范围内质点的有序排列称之为“近程无序”。 二、核前群理论 又称“蜂窝理论或流动集团理论”液体质点有规则的排列并不限于中心质点与周围紧邻的质点之间，而是还有一定程度的延续，从而是组成了核前群。 核前群内部的结构和晶体结构相似，而核前群之外，质点排列的规律性较差，甚至是不规则的。所谓的核前群就是液体质点在形成晶核前的质点群或质点集团 R＝O/Si R↑： 碱性金属氧化物含量↑ ， 解聚后非桥氧数目↑ ， 低聚物浓度↑ ，数量↑ 1、掌握熔体粘度的意义、单位以及影响熔体粘度的因素 2、掌握熔体表面张力的意义及影响熔体表面张力的因素 3、了解关于粘度的几种理论解释 4、了解熔体粘度、表面张力对硅酸盐材料生产的意义 重点：熔体粘度的意义、单位以及影响熔体粘度的因素 熔体表面张力的意义及影响熔体表面张力的因素 （1）粘度的意义 硅酸盐工业中，玻璃加工工艺的选择和耐火材料的使用温度均与熔体粘度密切相关。 粘度又是影响硅酸盐材料烧结速率的重要因素。降低粘度对促进烧结有利，但粘度过低又增加坯体变形的能力。 （2）粘度的定义 设有面积为S的两平行面液面，在外力作用下以一定速度梯度dv/dx移动，所产生的内摩擦力f可这样表示： f=ηsdv/dx， 式中η为单位面积的内摩擦力（f/s=σ，剪切力）%与速度梯度的比例系数，称为粘度。 【粘度物理意义】单位接触面积、单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力。 粘度的倒数称为流动度（φ=1/η） （3）粘度的单位 粘度的单位为1帕秒（Pa.s）， 它表示相距1米的两个面积为1米2的平行平面相对移动所需的力为1牛顿。 因此，1帕秒=1牛秒/米2，1帕秒=105达因秒×10-4厘米2=10泊。 熔体质点都处在相邻质点的键力的作用下（每个质点都落在一定大小的位垒△E之间），要使这些质点移动，就得克服此位垒的足够能量。 这种活化质点数愈多，则流动性愈大，根据玻尔兹曼分布定律，活化质活质点数与 exp(-△E/kt)成比例， 玻璃粘度—温度曲线上特征温度： O/Si比?　　硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络的聚合程度，即随O/Si比的上升而下降，见表3－4。 一价碱金属氧化物 　　　在简单碱金属硅酸盐系统中，碱金属离子R＋对粘度的影响与本身含量有关(图3-7) 。 图3－7 简单碱金属硅酸盐系统（Ｒ2O－SiO2）中碱金属离子R＋对粘度的影响 二价金属氧化物 Ｒ2+降低粘度的次序是Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ｍg2+，系统粘度次序为Ba2+Sr2+Ca2+Ｍg2+ 。 高价金属氧化物a. Al2O3补网作用 第二节 熔体的性质 1、粘度 (1) 绝对速度理论 (2) 自由体积理论 (3) 过剩熵理论 2. 粘度的理论解释 流动度 粘 度 活化能不仅与熔体组成有关，还与熔体中[SiO4]聚合程度有关。 将黏度公式取对数：logη=A+B/T 其中：A= logη0； B