第三章_熔体和玻璃体课件.ppt

硼反常使性质－-组成变化曲线上出现极大值或极小值，其实质是硼氧配位体中四面体与三角体相对含量变化所产生的，CN＝4的B原子数目不能超过由玻璃组成所决定的某一限度。 结论 附参考资料： 硼反常是否在R2O中为15mol%附近出现还有分歧。Bray用核磁共振测定结果R2O在30～40mol%附近四面体配位数最多，以后随R2O增加而减少。Belta认为实验数据和解释方面存在某些差别。部分归因于实验条件诸如温度、时间、微分相及存留结构中水对结构变化的影响。 硼硅酸盐玻璃的实际用途—— (1) 在氧化硼玻璃中引入轻元素氧化物(BeO、Li2O)可使快中子减慢，若引入CdO和其它稀土元素氧化物能使中子吸收能力剧增。在核工业中有重要用途。 (2) 硼酐对于碱金属(Na、Cs)蒸汽稳定，所以含Na和Cs的放电灯外壳用含20～55wt％B2O3的玻璃制造。放电灯内表面还可覆盖一层含87wt％的B2O3玻璃。 (3) 特种硼酸盐玻璃的另一特性是x射线透过率高，以B2O3为基础配方再加轻元素氧化物(BeO、Li2O、MgO、Al2O3)所制得的玻璃，是制造x射线管小窗的最适宜材料。 (4) 硼酸盐玻璃电绝缘性能好，而且易熔，常作为玻璃焊剂或粘结剂。 (5)含硼的稀土金属玻璃在光学方面也有重要应用。 * 玻璃的四个基本结构参数： X——每个多面体中非桥氧离子的平均数； Y——每个多面体中桥氧离子的平均数； Z——每个多面体氧离子的总数（即配位数）； R——玻璃中氧离子总数与网络形成离子的总数之比 则： 或 Y又称为结构参数，玻璃的很多性质取决于Y值。 Y值减小，热膨胀系数α增大，电导升高，粘度下降： Y值越高，η越大，玻璃形成能力越强 Y值 2，硅酸盐玻璃不能构成三维网络 例： (1)石英玻璃(SiO2) Z=4 R=2 X=2×2－4＝0 Y＝2(4-2)=4 (2)Na2O.2SiO2 Z=4 R=5/2 X=2×5/2－4＝1 Y＝2(4－5/2)=3 (3) Na2O.SiO2(水玻璃) Z=4 R＝3 X＝2 Y＝2 (4) 2Na2O.SiO2 Z＝4 R＝4 X＝4 Y＝0(不形成玻璃) (5)10％molNa2O.8%molCaO.82%molSiO2 Z＝4 R＝(10+8+82×2)/82=2.22 X=0.44 Y=3.56 (6) 10％molNa2O.8%molAl2O3.82%molSiO2 Z＝4 R＝(10+24+82×2)/(82+8×2)＝2.02 X＝0.0 Y＝3.96 注意—— ? 有些的离子不属典型的网络形成离子或网络变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子，这时就不能准确地确定R值。 若 (R2O＋RO)/Al2O3 1 , 则有[AlO4] 即为网络形成离子 若 (R2O＋RO)/Al2O3 1 , 则有[AlO6] 即为网络变性离子 若 (R2O＋RO)/Al2O3 ? 1 , 则有[AlO4] 即为网络形成离子 3 1 2.5 P2O5 2 2 3 Na2O·SiO2 4 0 2 Na2O ·Al2O3 ·2SiO2 3.5 0.5 2.25 Na2O ·1/3Al2O3 ·2SiO2 3 1 2.5 Na2O·2SiO2 4 0 2 SiO2 Y X R 组成 典型玻璃的网络参数X，Y和R值 ? ? Y是结构参数。玻璃的很多性质取决于Y值。Y2 时硅酸盐玻璃就不能构成三维网络。 在形成玻璃范围内： Y增大网络紧密，强度增大，粘度增大，膨胀系数降低，电导率下降。 Y下降网络结构疏松，网络变性离子的移动变得容易，粘度下降，膨胀系数增大，电导率增大。 220 1373 2 Na2O·P2O5 220 1323 2 Na2O·SiO2 140 1573 3 P2O5 146 1523 3 Na2O·2SiO2 膨胀系数?×107 熔融温度 (℃) Y 组成 Y对玻璃性质的影响 例： 1）SiO2： 2） Y＝4，最大，网络强度高 —— 判断Al3＋为网络形成离子还是网络变性离子 例： 有两种不同配比的玻璃，其组成如下 序号 Na2O（wt%） Al2O3 （wt％） SiO2 （wt％） 1