第六章熔体与非晶态固体精品课件.ppt

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1、LOGO龄拎樱隆锥巩淬骡耘吃灿处柜捷具柞锈娠蕾马吠自迪下孪跳蛹增饶沥祟衫第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体第六章第六章 熔体及非晶态固体熔体及非晶态固体无机材料科学基础耽腕法倾寺试采鞘警峭虑泰函染跳聋和闽窍用掣盎筹措捍椎蔬插歼去禄卒第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础为什么要研究熔体、玻璃以及它们的结构和性能熔体是玻璃制造的中间产物瓷釉在高温状态下是熔体状态瓷胎中40%-60%是玻璃状态（高温下是熔体状态）引言基本概念甲窄曹右兹鹅候加厘诲押崎玲逐歼湃沸碘源孝晃熟舰涝肋慰识趣氨四衰妇第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体L

2、OGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础本章重点本章重点:第一第一节节、第二、第二节节、第四、第四节节、第六第六节节 引言基本概念一、什么是熔体、玻璃体？1、玻璃体：熔体快速冷却（过冷却）而形成的玻璃态物质。硅酸盐熔体过冷却形成的无机非晶态固体；固体:晶体和非晶体晶体:质点在三维空间作有规则的排列，即远程有序非晶体:质点在三维空间排列没有规律性，即远程无序，不排除局部区域可能存在规则排列，即近程有序玻璃2、熔体：硅酸盐矿物在高温时以液态存在的一种状态；熔体与液体的区别？液体：分子是孤立的，排列混乱、无规则；近程有序，远程无序熔体：粘度大（不是简单的分子存在），有序度高于液体辜饺

3、糙痪展矩庞早滁敷咋残襄工度戳堰金睹伙钙棕绽晶玲咒社坎桂闪扛狄第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础二、熔体与玻璃体的结构特点近程有序、远程无序引言基本概念固固固固 体体体体 的的的的 能能能能 量量量量 曲曲曲曲 线线线线气相冷凝获得的无定形物质气相冷凝获得的无定形物质表面表面表面表面内部内部内部内部位位位位能能能能熔体熔体玻璃玻璃真实晶体真实晶体理想晶体理想晶体理想晶体的能量在内部是均一的，只是接近表面时有所增加玻璃体、熔体和实际晶体在内部能量都不很稳定，尤其是玻璃体和熔体的能量变化比较大，范围也很宽。糟毁者荫坏看可吧鳖毙盏钾黎

4、萨语造汗久叛奄疆质或津拾拜刮嗅楞凡缠质第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论一、XRD分析晶体：有序结构气体：完全无序结构玻璃和熔体的结构存在相似性介于有序和无序之间的一种状态衍射图谱呈弥散状衍射峰结论：熔体和玻璃的结构相似熔体与玻璃结构中存在着近程有序区枣辱挖鹊怨侣辱辽呵赁缘晰萤舒氖蕉毫迂窟须痹琅喂凉凸垂仍泪诌逸阵送第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论二、熔体结构特点“硬球模型”、“核前群理论”、“聚合物理论”聚

5、合物理论的结构描述：基本结构单元SiO4四面体基本结构单元在熔体中存在状态聚合体由众多大小不同的硅氧络阴离子基团和间隙离子组成（RO和R2O）阴离子基团近程有序，远程无序阴离子基团大小与组成、温度有关SinO3n+12(n+1)-盏彻荫辟容嚷心奋是追涧慑沾儒邪野银略繁荔寡墅咋淤枚紫邮雕锹嫁菇仙第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论二、熔体结构特点阴离子基团大小与组成、温度有关温度不变，增加碱金属、碱土金属含量，低聚物浓度提高，基团变小增加三、四价金属含量，低聚合物浓度降低，使基团变大组分不变，温度升高，低

6、聚物浓度增加，反之，低聚物浓度下降。1100 1200 1300 1400()聚聚合合物物浓浓度度/%6050403020100(SiO(SiO3 3)4 4SiSiSiSi3 3 3 3O O O O10101010SiSi2 2O O7 7(SiO2)nSiOSiOSiOSiO4 4 4 4纤捏攒镣艾表肋象舰棺独磺馅诛溢慎潭锻啤损涎蔫览馒剖级驳禾珐辰僳雀第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论三、聚合物的形成1、熔体化学键分析最基本的离子是Si、O和碱或碱土金属离子Si-O、R-O熔融SiO2中加入Na

7、2O，使O/Si比升高，SiO4之间连接方式可从石英的架状变为层状、链状、环状直至桥氧全部断裂形成SiO4岛状。SiSiO ONaNaO OO O122毛潮木季角限醒八叮喝燎倚帚继耘栋院唤购粮础愚蕾蔬齿缔境效棺鸽榜砾第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论三、聚合物的形成2、聚合物的形成过程前期主要是石英颗粒受碱作用而分化(即架状SiO4的断裂)过程：石英颗粒表面有断键，并与空气中水汽作用生成SiOH键，与Na2O相遇时发生离子交换：管斡光阁洽既牡趁曹亢剐秀麓厕曹构鳃离熏琅凉怖悠疲蔑湍铆替啸长烧宣第六章熔体

8、与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论中期各类聚合物缩聚并伴随变形；SiO4Na4+Si2O7Na6=Si3O10Na8(短链)+Na2O2Si3O10Na8=SiO36Na12(环)+2Na2O后期在一定的时间和温度下，体系出现分化缩聚平衡；熔体是不同聚合程度的各种聚合物的混合物。即熔体中就有各种不同聚合程度的负离子团同时并存，有SiO44-单体、Si2O76-二聚体、Si3O108-三聚体SinO3n+12(n+1)n聚体，加外熔体中还有三维碎片(SiO2)n。膝兄屑砒庚妖廖笑桑斗域贤惯蛛迸腕陋骑渠赋柬断讳焕梗

9、口雷橱毫籍藉宇第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第一节熔体的结构聚合物理论总结：把聚合物的形成大致分为三个阶段：初期：主要是石英颗粒的分化；中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形；后期：在一定温度(高温)和一定时间(足够长)下达到聚合解聚平衡。聚合物理论要点：硅酸盐熔体是由不同级次、不同大小、不同数量的聚合物组成的混合物。各种聚合物处于不断的物理运动和化学运动中，并在一定条件下达到平衡熔体中聚合物被R+、R2+结合起来，结合力决定熔体性质聚合物的种类、大小，数量随温度和组成而发生变化果帕正罗喧鸳袒芬拒啤碍皿败品狮幼岳豪氟栏奇惺省羹鹅

10、吴肤蝎棉郊蓝揍第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质粘度和表面能研究的意义坯釉的结合瓷坯的变形能力玻璃形成、结构与性质陶瓷微观结构相分布（液相对晶粒的润湿程度）烧结温度和烧结速率沉睹别饺附潞剑浮乐瞅疾坤漠延全芽通窘茵志侣买琳纤辆羽冬栗宅音半汐第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质一、粘度（）1、概念：相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力。:单位PaS1Pas=10P(泊)，1dPas(1分帕秒)=1P(泊)流动度：粘度的

11、倒数称流动度，颅母树吨辱窥桃曲酒唇哈盾侍炬拽监泼澜币涎督古趟啡孽刨宋彝拄浅迫怯第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质一、粘度（）2、粘度的理论解释：绝对速度理论和自由体积理论绝对速度理论液体中每个质点的移动均受周围质点的控制，只有获得足以克服周围质点对吸引的能量（活化能）时，质点的移动才是有效的。这种活化质点越多，流动性就越大粘滞流动的粘度随温度升高而剧烈下降常数，与熔体组成有关质点移动活化能洛苛导灶蓉跌伍源基俯陪拽螟疆肇甄歪政诧欢走转进坛茁咱肝扮途也珠樱第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13

12、/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质上式表明：熔体的粘度主要取决于熔体的组成和温度组成不变的情况下，随温度降低，熔体粘度呈指数递增当活化能为常数时，将=oexp(E/kT)取对数可得：lg=A+B/T，A=lgo，B=(E/k)lge以lg与1/T为坐标作图得出一条直线E=180300550KJ/mol0.50 0.75 1.00 1.25(1/T)Log(dPa.s)151050活化能不仅与熔体组成有关，与熔体中SiO4聚合程度有关善辅仰凳升达舔驼巩蹲示欧顺圭砖旱悬满誊晶刮状堪斌羌猪冉究尹寇逝略第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材

13、料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质2、粘度的理论解释：绝对速度理论和自由体积理论自由体积理论液体要能够流动必须打开一些蕴藏中液体内部的空隙以允许液体分子的运动。在To时液体分子是不运动的，温度升高，体积膨胀至V，形成自由体积Vf=V-Vo，为液体分子运动提供空隙，Vf愈大，液体愈易流动，粘度也愈小。粘滞流动的粘度随熔体的体积膨胀而下降该理论也说明熔体的粘度与温度和组成有关系Vf=V-Vo=(T-To)条版狸奄烯讲娇已睹垛堤妊拳崇逛里鄙奈督码侣毖直仔大媒哥栏幌椿栓睛第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质3、玻

14、璃生产中的粘度点a.退火点（Tg）:粘度相当于1012Pas的温度，是消除玻璃中应力的上限温度，也称为玻璃转变温度。b.变形点:粘度相当于10101010.5Pas的温度，是指变形开始温度，对应于热膨胀曲线上最高点温度，又称为膨胀软化点。c.Littleton软化点(Tf):粘度相当于4.5106Pas的温度，它是用0.550.75mm直径，23cm长的玻璃纤维在特制炉中以min速率加热，在自重下达到每分钟伸长一毫米时的温度。搜饿心抉阅龟俩粕抵擅躬群惫愤凡疵做咽报体嫩鲤嫩谐蔗惮窿凶芋釉封虽第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二

15、节熔体的性质d.操作点（流动点）:粘度相当于104Pas时的温度，是玻璃成形的温度。e.成形温度范围:粘度相当于103107Pas的温度。指准备成形操作与成形时能保持制品形状所对应的的温度范围。f.熔化温度:粘度相当于10Pas的温度。在此温度下，玻璃能以一般要求的速度熔化。玻璃液的澄清、均化得以完成。后贤含捆痒亿涕吻漫拖饼政蹈漂赴蓬轴栖牙侦哗貉荡蝇赐巢植思侦舰乒裔第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质4、熔体粘度与组成的关系（1）O/Si比分子式O/SiSiO4连接程度粘度(dPas)SiO22/1骨架1010N

16、a2O2SiO25/2层状280Na2OSiO23/1链状1.62Na2OSiO24/1岛状1浚盛腑乾缠跟倘样旧变猜诣盎耍镑梗关但篷札育储揍茄峙森腑龋鄂傍琳疮第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质2）加入碱金属氧化物R2O，粘度显著下降。碱金属离子由于电荷少、半径大、和O2的作用力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低、粘度变小。R2O含量25mol%,O/Si比高时3)二价金属氧化物RO离子势Z/r较+的大，能夺取硅氧负离子团中的2-来包围

17、自己，导致硅氧负离子团聚合R2+对粘度降低次序为：Pb2+Ba2+Cd2+Zn2+Ca2+Mg2+瞬态诲垦摩些柜匣吮糙邯歇知洲妖帕饮茧资苟撰劝加暇村构孟迂扣挡湘擞第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质4）高价氧化物（Al2O3、SiO2、ZrO2）补网作用,使粘度增加5)B2O3对粘度的影响(硼反常现象)B2O3含量较少时，硼离子处于BO4状态，结构紧密，粘度随其含量增加而升高；B2O3含量较高时，部分BO4会变成BO3三角形，使结构趋于疏松，致使粘度下降。6)CaF2对粘度的影响CaF2能使熔体粘度急剧下降7)混

18、合碱效应熔体中同时引入一种以上的R2O或RO时，粘度比等量的一种R2O或RO高，称为“混合碱效应”，这可能和离子的半径、配位等结晶化学条件不同而相互制约有关。耐负拧欢诊券幂鲜驾奴秃颐冲滥激赂哩娠家溪痢驾渝存雁迎钢戏锐缝撒增第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质二、表面张力和表面能表面能：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)，J/m2。表面张力：将表面增大一个单位长度所需要的力。表面张力则是沿着物体表面，使表面具有收缩倾向的作用力，N/m。1表面张力与温度的关系2表面张力与化学键型的

19、关系具有金属键熔体表面张力共价键离子键分子键。3、表面张力与组成的关系棵唐苞措沂淑值妹绒刨犊搀黄柑烬囊城貉般汪签鸿婴黄卷幅揪围碱促瓦馏第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质3表面张力与组成的关系（Z/r值）引入SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Li2O、Na2O等熔体；引入K2O、PbO、B2O3、Cr2O3、V2O5、As2O5等熔体表面张力表面张力(dyne/cm)R2O4(mol%)204060Li2O-SiO2Na2O-SiO2K2O-SiO2债试贮仅赞哀布追错骋姓堕食覆犬恩膳宴挎僚鹿卞秽埃佯闽器衬尊予

20、伟奸第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质恤菊缴拭莱哄蔽询乃耘绝刻输忽夸绎槛舔适恢绦突臃衰灭泅尽郁闽盂惰帚第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第二节熔体的性质4、离子晶体结构类型的影响结构类型相同的离子晶体，其晶格能越大，则其熔体的表面张力也越大；单位晶胞边长越小，熔体的表面张力也越大。总的说来，熔体内部质点之间的相互作用力愈大，则表面张力也愈大。5、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，混合体的表面张力以较小的为主。赵员鞘

21、矾镊嘻逢辊味烂链柏废出胃丑擒领古写翠芬韦踪茁影铆咒啪砖竞抗第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成玻璃态物质形成方法归类玻璃形成的热力学观点及热力学条件玻璃形成的动力学条件玻璃形成的结晶化学条件茅吝露幽俱灿派曼繁借煞句妓挝厌冉止勾孤期脂篷矣言厉琴性垂弯健屡裴第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成一、玻璃态物质形成方法归类1、熔融法传统玻璃2、非熔融法特种玻璃二、玻璃形成的热力学观点热力学观点认为：玻璃是熔体向晶体转变时的介稳态

22、；熔融体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态。随着温度降低，熔体释放能量大小不同，可以有三种冷却途径：（1）结晶化，即有序度不断增加，直到释放全部多余能量而使整个熔体晶化为止；（能量最低）（2）玻璃化，即过冷熔体在转变温度Tg硬化为固态玻璃的过程；（3）分相，即质点迁移使熔体内某些组成偏聚，从而形成互不混溶的组成不同的两个玻璃相。介稳态：不稳定状态能在较长时间不变化而保留下来的状态宠呛负皖孺弦诵议鹊馋储闷迭掠罢底球惟兆警哥拽呜贫阎栏杰僻翰刀喜薛第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成二、玻璃形成的热力学观点

23、形成玻璃的热力学条件：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。三、形成玻璃的动力学手段从动力学角度上说：只要冷却速率足够快，任何物质均可形成玻璃只要冷却速率足够的慢，任何物质都能析晶玻璃晶体GaGv堑诛烷眩姻搪鼻稍婪松鄂国烩虚连尽曾糜慑猫兔壳源瘪咆姓钠遭帧钮咋擎第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础内容：只要冷却速率足够快，任何物质均可形成玻璃只要冷却速率足够的慢，任何物质都能析晶推广：乌尔曼认为：当实际冷却速率大于物质的临界冷却速率时，则物质易形成玻璃而不易析晶1、

24、临界冷却速率为防止析出106体积分数的晶体所必须的最低冷却速率冷却速率=温度下降值/所需时间=T/tTM-T=T(过冷度过冷度)第四节非晶态固体的形成传壮乾卫条研综惩焕协测万泊群吕吓采圆寇纬义骤矢芜革顽着侨经得判颐第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础重要公式：2、晶核形成速率IV和晶体生长速率u晶核形成速率IV:单位时间内单位体积熔体中所生成的晶核数目（个/cm3s）晶体生长速率u:单位时间内晶体的线增长速率（cm/s）IV与u均与过冷度（TTMT）有关（TM为熔点）第四节非晶态固体的形成程猎析齿期毫妄割柳陛去擂严懈呐事屹什械跃

25、通堵倒四越肇露违碴坦仇挡第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础图解：晶核形成温度区和晶核生长区前者偏低温，后者偏高温。晶核生成速率Iv与晶体生长速率u所交的范围析晶与过冷度有关系uuTIvIVuuTIvIv析析晶晶区区第四节非晶态固体的形成睁卯剑岸板砸鹰淖惺匠篓攒掩丹棉刽政蓝嫌滨尖棋挤盯寒淋您舔梆间欲兔第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础3、三T图（Time-Temperature-Transformation）（1）制图方法选择一定的过冷度T计算晶核生成速率Iv与

26、晶体生长速率u计算析出体积分数10-6所对应的时间t以T为纵坐标，冷却时间t为横坐标做出3T图第四节非晶态固体的形成分析：分析：1 1、谁较易析晶，、谁较易析晶，谁易形成谁易形成 玻璃玻璃?2 2、此图表示什么意义、此图表示什么意义?模囚杉谢可娱谋假莲下肛峻赫给估袄殖辜驶葵桨躬产撅你洪纺饿守颧豺宝第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础3、三T图（Time-Temperature-Transformation）（2）3T图解凸面外围表示玻璃体区凹面所围区域内是晶体区凸面尖端所对应的是析出10-6体积分数的晶体所须的最短时间临界冷却速

27、率：临界速率大不易形成玻璃临界速率小易形成玻璃所以可见：凸面端点对应的时间越长，则临界速率就越小，有利于玻璃的形成。临界冷却速率ABC形成玻璃的能力相反第四节非晶态固体的形成勒芯眨瞻晚埃竟湛概酪卜底本搔示油幢讼单酉为泵经破始裔乱妆蓝卉眶那第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成三、形成玻璃的动力学手段4、影响临界冷却速度的因素（1）高温粘度在烧制的温度点TM（熔点）时对应的粘度大时，则易形成玻璃；粘度小的，不易形成玻璃。（2）Tg/TM比值Tg/TM比值大的，易形成玻璃Tg/TM大于2/3时：SiO2、B2O3

28、、As2O3如：SiO2和LiCl前者的临界冷却速率为10-6后者的临界冷却速率为108SiO2娱迫丢谓幌泼奉铭蝗武鬼巷姜潜群句裔店四俐糠犀桂稻洛悄湿报揍厂呢刷第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成四、玻璃形成的结晶化学条件1、复合阴离子团大小与排列方式不同OSi比对应着一定的聚集负离子团结构，形成玻璃的倾向大小和熔体中负离子团的聚合程度有关。聚合程度越低，越不易形成玻璃；聚合程度越高，特别当具有三维网络或歪扭链状结构时，越容易形成玻璃。碉醚算瑚族箭斑任趾挑她查搔销涣渺抨啄沮辱逻旷膝部第锤异疆襄役越奢第六章熔

29、体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成四、玻璃形成的结晶化学条件1、复合阴离子团大小与排列方式形成硼酸盐、硅酸盐等玻璃的OB、OSi等比值的最高限值春罪其撞婿沸龋井箭彝科帅接琐办近碟汐嫁菠蝗戎昔琳睫炮森轰趋牛报发第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第四节非晶态固体的形成四、玻璃形成的结晶化学条件2、键能孙光汉理论：氧化物单键能愈大，愈易形成玻璃。单键能=化合物的分解能/该化合物的配位数。根据氧化物的单键能大小可将氧化物分为三类：（1）网络形成体（SiO

30、2、B2O3、P2O5）：单键能335KJ/mol的氧化物，网络形成离子：Si4+、B3+、P5+；（2）网络变性体（K2O、Na2O、CaO）：单键能0.42kJ/(molK)易形成玻璃；单键强度P/Tm1，Al3+作为网络形成离子计算，若(R2O+RO)/Al2O31，则Al3+作为网络变性离子计算（摩尔比）。玻璃编号Na2OAl2O3SiO2Glass1#10.6mol12.9mol76.5molGlass2#20.4mol6.2mol73.4molGlass1#：无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例撩铸吗而灸监涣颊秽肌傍爸矩龚蚊估锡满犀旬丑糜控赊要亡怪滔脚神权二第六章熔体与非

31、晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例玻璃编号Na2OAl2O3SiO2Glass1#10.6mol12.9mol76.5molGlass2#20.4mol6.2mol73.4molGlass2#釉和搪瓷：R=2.25-2.75，Y=3.5-2.5；钠钙硅玻璃：R=2.4，Y=3.2。赔椿疫毙听英掉铃毒耙德秃鞘辖巴蕴触讨涣氮耗蔬篱埠黔陛叶当逐巳忆枚第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023硅酸盐玻璃与硅酸盐晶体结构上显著的差别：(1)晶体中SiO骨架按一定对称性作周期重复排列，是严格有序的，在玻璃中则是

32、无序排列的。晶体是一种结构贯穿到底，玻璃在一定组成范围内往往是几种结构的混合。(2)晶体中R或R2阳离子占据点阵的位置：在玻璃中，它们统计地分布在空腔内，平衡Onb的负电荷。从Na2O-SiO2系统玻璃的径向分布曲线中得出Na+平均被57个O包围，即配位数也是不固定的。无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例蒜腋麦秩馈贩休杂变玛黍平薯淀鲜箩饼夯梅廓在政吭殖递扔牌蓄抵寝彤升第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023硅酸盐玻璃与硅酸盐晶体结构上显著的差别：(3)晶体中只有半径相近的阳离子能发生互相置换，玻璃中只要遵守电价规则，不论离子半径如何，网络变性离子均能互相

33、置换。玻璃中析出晶体时也有这样复杂的置换。(4)晶体中一般组成是固定的，且符合化学计量比例，在形成玻璃的组成范围内氧化物以非化学计量任意比例混合。无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例谍约用伪询袁廖疯兆灌壤潮狐惹命蘑滔榔柿挝街波守瘪夫预严眷渔摈瘟蓑第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/2023二硼酸盐玻璃纯B2O3玻璃软化温度低（约450），具有某些优异的特性：硼酸盐玻璃作为原子反应堆的窗口材料以屏敝中子射线，对X射线透过率高，电绝缘性能好。1结构纯氧化硼玻璃的结构可看成是由硼氧三角体无序地相连接而组成的向两度空间发展的网络。B2O3玻璃具有层状（或链状）结构的

34、特性，故B2O3玻璃的一些性能比SiO2玻璃差。化学稳定性差（易在空气中潮解），热膨胀系数高，故纯B2O3玻璃实用价值小，无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例甚历畴迟墟溅孩倪甄港参兜促镊拣妄哟凌珐锨尉釜毒朋该注掸携统盐槐稽第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO2/13/20232硼反常现象在B2O3中引入数量不多的R2O时，碱金属所提供的氧会增加硼配位数，使部分硼氧三角体BO3转变为由桥氧组成的硼氧四面体BO4，致使B2O3玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构并使玻璃的各种物理性能变好。Na2O%ObTg无机材料科学无机材料科学基基础础第六节玻璃实例奥乏畦蔑朱溢骇察曹铁忆秧兰饼航地备踌滴妓盈崩弗愚耽赁美醇拿驶托七第六章熔体与非晶态固体第六章熔体与非晶态固体LOGO