玻璃及結(jié)構(gòu)精品課件

1、玻璃及結(jié)構(gòu)第1頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四特種玻璃第2頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四特種玻璃教 材：玻璃工藝學(xué)西北輕工業(yè)學(xué)院 主編參考文獻(xiàn)：無機(jī)非金屬材料工學(xué)林宗壽編特種光學(xué)玻璃曹志峰 編著 兵器工業(yè)出版社新型玻璃潘守芹等編等玻璃化學(xué)(民主德國)福格爾(W. Vogel)著; 謝于深譯 輕工業(yè)出版社, 1988.4 第3頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四主要內(nèi)容上 篇 基礎(chǔ)篇第一章 玻璃及其結(jié)構(gòu)理論第二章 玻璃的形成規(guī)律第三章 玻璃工藝學(xué)下 篇 各論篇第四章 顏色濾光玻璃第五章 原子技術(shù)玻璃第六章 微晶玻璃第七章

2、 光導(dǎo)纖維 第八章 其它光學(xué)功能玻璃第4頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四第一章 玻璃及其結(jié)構(gòu)第5頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四本章習(xí)題：1. 名詞解釋 玻璃通性、玻璃轉(zhuǎn)變、玻璃料性、逆性玻璃、硼效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)外體、網(wǎng)絡(luò)中間體、混合堿效應(yīng)2. 論述題 1) 比較玻璃結(jié)構(gòu)理論中微晶子學(xué)說與無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說； 2) 論述影響玻璃性質(zhì)的結(jié)構(gòu)因素。第6頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四1.1 玻璃的概念 廣 義 玻璃是呈現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的非晶態(tài)固體。 狹 義 玻璃是一種在凝固時(shí)基本不結(jié)晶的無機(jī)熔融物 第7頁，共88頁，20

3、22年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四1.2 玻璃通性與玻璃轉(zhuǎn)變 1玻璃的通性 各向同性 玻璃體的任何方向具有相同性質(zhì)。就是說，玻璃態(tài)物質(zhì)在各個(gè)方向的硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)、折射率、導(dǎo)電率等都是相同的，而非等軸晶系的晶體具有各向異性。 必須指出，玻璃中存在內(nèi)應(yīng)力時(shí)，結(jié)構(gòu)均勻性就遭到破壞，玻璃就顯示出各向異性，如出現(xiàn)明顯的雙折射現(xiàn)象。第8頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 介穩(wěn)性 玻璃處于介穩(wěn)狀態(tài)，就是說，玻璃物質(zhì)是由熔融體過冷卻或其它方法形成玻璃時(shí)，系統(tǒng)所含有的內(nèi)能并不處于最低值。圖1-1 結(jié)晶和形成玻璃時(shí)物質(zhì)內(nèi)能與比體積隨溫度的變化示意圖 THV過冷

4、液體晶態(tài)玻璃態(tài)ABCDEF液體TmTg慢速快速第9頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四玻璃的性質(zhì)也隨成分連續(xù)變化 除形成連續(xù)固溶體外，二元以上晶體化合物有固定的原子或分子比，因此它們的性質(zhì)變化是非連續(xù)的。但玻璃則不同，在玻璃形成范圍內(nèi)，成分可以連續(xù)變化。圖1-2為R2O-SiO2系玻璃分子體積的變化。 第10頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四圖1-2 R2O-SiO2系玻璃R2O %與分子體積的變化關(guān)系 12303040201050202830262422VMR2O(mol%)第11頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四玻璃的理

5、化性質(zhì)隨溫度的變化是連續(xù)的玻璃由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，其凝固是逐漸的和可逆的 玻璃體由熔融態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，或加熱的相反過程，其物化性質(zhì)是連續(xù)的。第12頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四圖1-3 玻璃性質(zhì)與溫度的關(guān)系 abcdabcdd”c”b”a”TgTf溫度性質(zhì)第13頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四Tg相應(yīng)粘度1012 Pas時(shí)的溫度，稱為轉(zhuǎn)變溫度（轉(zhuǎn)變點(diǎn)） Tf稱為軟化溫度（軟化點(diǎn)），相應(yīng)于粘度108 Pas時(shí)的溫度。Tg和Tf之間這個(gè)溫度區(qū)稱為玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū) TgTf的大小決定于玻璃的化學(xué)組成 對(duì)于一般玻璃來說，變動(dòng)范圍由幾十到幾百度

6、第14頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四2玻璃轉(zhuǎn)變 在Tf以上溫度較高，玻璃粘度相應(yīng)較小，質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)和擴(kuò)散較快，結(jié)構(gòu)的改變能立即適應(yīng)溫度的變化，因而結(jié)構(gòu)變化幾乎是瞬間的，經(jīng)常保持其平衡狀態(tài)。在Tg以下 溫度低，粘度極大，質(zhì)點(diǎn)重排的速度極低，溫度變化的快慢，對(duì)結(jié)構(gòu)、性能影響也相當(dāng)小。 第15頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四在Tg以下 這一階段熱處理，在一定限度內(nèi)仍可以消除以往所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不均勻性。這一區(qū)域的粘度范圍相當(dāng)于1012-1013.5 PaS之間。這個(gè)溫度間距一般稱為退火區(qū)域 第16頁，共88頁，2022年，5月20日，

7、16點(diǎn)25分，星期四在TgTf范圍內(nèi) 玻璃粘度介于上述兩種情況之間，質(zhì)點(diǎn)可以適當(dāng)移動(dòng)，結(jié)構(gòu)狀態(tài)趨向平衡所需的時(shí)間較短。因此，玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)由TgTf區(qū)間內(nèi)保持的溫度所決定。當(dāng)玻璃冷卻到室溫時(shí)，它保持著與這溫度區(qū)間的某一溫度相應(yīng)的平衡結(jié)構(gòu)狀態(tài)和性能。這一溫度也就是圖爾（Tool）提出的著名的“假想溫度”。第17頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四圖1-4 退火玻璃與淬火玻璃在520時(shí)密度的平衡過程1退火玻璃 2淬火玻璃 21時(shí)間 h 密度1003. 熱歷史第18頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四急冷試樣477.8退火試樣tlg 圖1-5 兩不同熱歷史

8、玻璃試樣在486.7保溫下的粘度-時(shí)間曲線 第19頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四圖1-6 淬火玻璃與退火玻璃在520時(shí)密度的平衡過程1淬火玻璃 2退火玻璃 熱膨脹溫度12TgTf第20頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四1.3 玻璃結(jié)構(gòu)理論 玻璃結(jié)構(gòu)是指玻璃中質(zhì)點(diǎn)在空間的幾何配置、有序程度，以及它們彼此間的結(jié)合狀態(tài)。 通過對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)的研究，來了解玻璃性能與結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，進(jìn)而對(duì)玻璃的性能進(jìn)行改進(jìn)和研究新材料。第21頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四GTamman的過冷液體假說 隨著溫度的下降，組成玻璃的分子團(tuán)動(dòng)能減小而逐

9、漸接近，同時(shí)相互作用力也逐漸增加，熔體的粘度相應(yīng)增大，最后分子堆積到十分緊密而可看作是無規(guī)則的固體物質(zhì)圖爾（A.Q. Tool）和埃赫林（C.G. Fichlin）提出膠體假說索斯曼（R.B. Sosman）和鮑特文（O.K.oTBUV）的聚集假說等第22頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四微晶子學(xué)說 蘭達(dá)爾（Randell）于1930年提出了玻璃結(jié)構(gòu)的微晶子學(xué)說。認(rèn)為玻璃由微晶與無定形物質(zhì)兩部分組成。微晶具有正規(guī)的原子排列并與無定形物質(zhì)間有明顯的界限。微晶尺寸為1.0-1.5 nm，其含量占80%以上。列別捷夫（A.A. gB）認(rèn)為玻璃中存在“微晶子”，這些“微晶子”與

10、石英晶體有類似結(jié)構(gòu)，但又與一般微晶不同。它們是尺寸極其微小、晶格極度變形的有序排列區(qū)域。玻璃中的這些微晶子分散在無序區(qū)域中，從微晶子到無序區(qū)的過渡是逐漸完成的，沒有明顯的界限，微晶子中心部位有序程度最高，離中中心越遠(yuǎn)，有序程度越低，不規(guī)則程度也就越顯著。 第23頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四折射率溫度520圖1-7 玻璃折射率隨溫度的變化曲線 圖1-8 一種鈉硅酸鹽玻璃的折射率隨溫度的變化曲線 100200300溫度n107100200鱗石英鱗石英方石英第24頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四熔 體16001670熔 體-石英-方石英-鱗石英

11、-石英-方石英-鱗石英-鱗石英5738701470117163150熔 體1713石英玻璃SiO2多晶轉(zhuǎn)變示意圖第25頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四圖1-9 方石英、硅膠和石英玻璃的X射線衍射圖 第26頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 哥希密德（V.M. Golschmidt）認(rèn)為只有當(dāng)陽離子與陰離于的半徑比值（R陽:R陰）為時(shí)，才能夠形成玻璃。主要玻璃形成體如SiO2、B2O3、P2O5等符合這個(gè)條件 第27頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四查哈里阿森（W.J. Zachariasen）認(rèn)為SiO4四

12、面體為諸如硅酸鹽玻璃的最小結(jié)構(gòu)單位。但是，SiO4四面體不象在結(jié)晶化合物中那樣相互對(duì)稱均勻地排列，缺乏對(duì)稱性和周期性的重復(fù)。當(dāng)熔融石英玻璃加入堿金屬或堿土金屬氧化物時(shí)，硅氧網(wǎng)絡(luò)斷裂，堿金屬或堿土金屬離子均勻而無序地分布在某些硅氧四面體之間的空隙中 。第28頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說的玻璃結(jié)構(gòu)模型 石英晶體 石英玻璃 鈉硅酸鹽玻璃 第29頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四氧化物AmOn形成玻璃具有以下條件：1）氧離子最多同兩個(gè)A離子相結(jié)合，也即是氧的配位數(shù)不大于2；2）A陽離子周圍的氧離子數(shù)目不應(yīng)過多，一般3或4，也即陽離子的

13、配位數(shù)為3或4；3）網(wǎng)絡(luò)中氧配位多面體只能以頂角相連，不能以多面體的面和邊相連；4）每個(gè)多面體中至少有3個(gè)氧離子與相鄰多面體相連形成三度空間發(fā)展的無規(guī)則連續(xù)網(wǎng)絡(luò)。第30頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四氧化物分類物 質(zhì)網(wǎng)絡(luò)生成體SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O3網(wǎng)絡(luò)修飾體Li2O、Na2O、K2O、CaO、SrO、BaO等網(wǎng)絡(luò)中間體BeO、MgO、Al2O3、ZrO2、Ga2O3、TiO2 等第31頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四兩中學(xué)說的比較 晶子學(xué)說比較強(qiáng)調(diào)玻璃的微不均勻性與有序性，而無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說則著重說明了玻璃結(jié)構(gòu)的連續(xù)

14、性、均勻性和無序性。從表面看，這兩種學(xué)說存在著很大的矛盾，實(shí)際上反映了玻璃結(jié)構(gòu)這個(gè)復(fù)雜問題的矛盾的兩個(gè)方面。 第32頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四玻璃的結(jié)構(gòu)因素 玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律和玻璃的結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系，影響玻璃性質(zhì)的一些結(jié)構(gòu)因素有： 硅氧骨架的結(jié)合程度 陽離子的配位狀態(tài) 離子的極化程度 離子堆積的緊密性 第33頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四SiO2含量（mol%）硅氧原子團(tuán)類型硅氧四面體狀態(tài)fsi = Si/O橋氧數(shù)YSiO2 連續(xù)三維空間骨架結(jié)構(gòu)SiO2.25連續(xù)二維空間層狀結(jié)構(gòu)SiO3連續(xù)一維空間鏈狀結(jié)構(gòu)Si2O7組群狀

15、結(jié)構(gòu)、雙四面體SiO4島狀結(jié)構(gòu)66.7100504033.30.50.40.3330.2860.2522.533.54硅氧骨架的結(jié)合程度第34頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 陽離子的配位狀態(tài)鈉硼硅系統(tǒng) “硼效應(yīng)”1Al2O3 2B2O3第35頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四離子的極化程度 離子極化能力是以它的折射度R來衡量的n物質(zhì)折射率；M玻璃摩爾量；d玻璃密度；N阿伏加德羅常數(shù)；a極化率。 另外，還可以用極化力、場(chǎng)強(qiáng)、電負(fù)性等來表示 （1-1）第36頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四R2O-SiO2玻璃系統(tǒng)在140

16、0時(shí)的粘度變化 0.1110100100010000010203040KKLiLiNaNa（P）R2O(mol%) RLi：0.08Na+：0.47K： 2.24第37頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四離子堆積的緊密性 鈉離子分?jǐn)?shù)0 0.5 1.01110 9 87log 混合堿效應(yīng)第38頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四1.4 玻璃的性質(zhì) 熱、電、光、機(jī)械力、化學(xué)介質(zhì)等外來因素作用于玻璃，玻璃作出一定反應(yīng)，該反應(yīng)即為玻璃的性質(zhì)。玻璃性質(zhì)與組成及結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。第39頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四1玻璃熔體的工藝性質(zhì)粘

17、度 粘度的含義、粘度與溫度的關(guān)系、粘度與組成的關(guān)系表面張力 表面張力的含義、表面張力與溫度的關(guān)系、表 面張力與組成的關(guān)系第40頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 粘 度 粘度是流體（液體或氣體）抵抗流動(dòng)的量度。 當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)：fS dv/dx （1-2）式中 f兩層液體間的內(nèi)摩擦力； S兩層液體間的接觸面積； dv/dx垂直流動(dòng)方向的速度梯度；比例系數(shù)，稱為粘滯系數(shù)，簡(jiǎn)稱粘度。單位 是Pas ，或P (泊，1 Pas =10P)；粘度的倒數(shù)稱液體流動(dòng)度，即=1/。第41頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四影響熔體粘度的主要因素是溫度和化學(xué)組成。硅酸

18、鹽熔體在不同溫度下的粘度相差很大，可以從102變化至1015 Pas；組成不同的熔體在同一溫度下的粘度也有很大差別。在硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)中，有聚合程度不同的多種聚合物交織而成的網(wǎng)絡(luò)，使得質(zhì)點(diǎn)之間的移動(dòng)很困難，因此硅酸鹽熔體的粘度比一般液體高得多。第42頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四粘度溫度關(guān)系1） 弗蘭克爾公式 A1u/kT logAB/T式中 u質(zhì)點(diǎn)粘滯活化能； k波爾茲曼常數(shù)； T絕對(duì)溫標(biāo)； A1, A與熔體組成有關(guān)的常數(shù)。玻璃料性：對(duì)應(yīng)于粘度104108 P時(shí)的溫度間距第43頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四鈉鈣硅酸鹽玻璃熔體粘度與溫度的關(guān)

19、系0.40.61.00.81.21296301600200010001200800600Log 1/T10-3 (K-1)(180)(300)(550)kJ/mol 但這個(gè)公式假定粘滯活化能只是和溫度無關(guān)的常數(shù)，所以只能應(yīng)用于簡(jiǎn)單的不締合的液體或在一定溫度范圍內(nèi)締合度不變的液體。對(duì)于硅酸鹽熔體在較大溫度范圍時(shí)，斜率會(huì)發(fā)生變化，因而在較大溫度范圍內(nèi)以上公式不適用。第44頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四式中 A、B、T0均是與熔體組成有關(guān)的常數(shù)。2）VFT公式（VogelFulcherTammann）第45頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四3） 特

20、征溫度某些熔體的粘度溫度曲線a.應(yīng)變點(diǎn): 粘度相當(dāng)于 1013Pas的溫度，在該溫度，粘性流動(dòng)事實(shí)上不復(fù)存在，玻璃在該溫度退火時(shí)不能除去其應(yīng)力。b.退火點(diǎn)（Tg）: 粘度相當(dāng)于1012 Pas的溫度，是消除玻璃中應(yīng)力的上限溫度，也稱為玻璃轉(zhuǎn)變溫度。c.變形點(diǎn):粘度相當(dāng)于10101010.5Pas的溫度，是指變形開始溫度，對(duì)應(yīng)于熱膨脹曲線上最高點(diǎn)溫度，又稱為膨脹軟化點(diǎn)。d.Litteleton軟化點(diǎn):粘度相當(dāng)于4.5106Pas的溫度，它是用 0.550.75mm直徑，23cm長的玻璃纖維在特制爐中以min速率加熱，在自重下達(dá)到每分鐘伸長一毫米時(shí)的溫度。e.操作點(diǎn) : 粘度相當(dāng)于104Pas時(shí)的

21、溫度，是玻璃成形的溫度。f.成形溫度范圍: 粘度相當(dāng)于103107Pas的溫度。指準(zhǔn)備成形操作與成形時(shí)能保持制品形狀所對(duì)應(yīng)的的溫度范圍。 g.熔化溫度:粘度相當(dāng)于10Pas的溫度。在此溫度下，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。第46頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四粘度組成關(guān)系熔體中O/Si比值與結(jié)構(gòu)及粘度的關(guān)系 1）O/Si比 硅酸鹽熔體的粘度首先取決于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)的聚合程度，即隨O/Si比的上升而下降。第47頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四2）一價(jià)堿金屬氧化物 通常堿金屬氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、

22、Cs2O）能降低熔體粘度。這些正離子由于電荷少、半徑大、和O2的作用力較小，提供了系統(tǒng)中的“自由氧”而使O/Si比值增加，導(dǎo)致原來硅氧負(fù)離子團(tuán)解聚成較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單位，因而使活化能降低、粘度變小。第48頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四網(wǎng)絡(luò)改變劑氧化物對(duì)熔融石英粘度的影響=Li2O-SiO2 1400 ；K2O-SiO2 1600；=BaO-SiO2 1700132046875901020304050Log (P)金屬氧化物（mol%）第49頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四0.1110100100010000010203040KKLiLiNaNa

23、（P）R2O(mol%)簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽系統(tǒng)（2O-SiO2）中堿金屬離子R對(duì)粘度的影響第50頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 在簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽系統(tǒng)中，堿金屬離子R對(duì)粘度的影響與本身含量有關(guān)。 1) 當(dāng)2O含量較低時(shí)（O/Si較低），熔體中硅氧負(fù)離子團(tuán)較大，對(duì)粘度起主要作用的是四面體SiO4間的鍵力。這時(shí)，加入的正離子的半徑越小，降低粘度的作用越大，其次序是LiNaRbCs。這是由于R除了能提供“游離”氧，打斷硅氧網(wǎng)絡(luò)以外，在網(wǎng)絡(luò)中還對(duì)SiOSi鍵有反極化作用，減弱了上述鍵力。Li離子半徑最小，電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，反極化作用最大，故它降低粘度的作用最大。第51頁，共88頁

24、，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 2) 當(dāng)熔體中2O含量較高（O/Si比較高）時(shí)，則熔體中硅氧負(fù)離子團(tuán)接近最簡(jiǎn)單的SiO4形式，同時(shí)熔體中有大量2-存在，SiO4四面體之間主要依靠RO鍵力連接，這時(shí)作用力矩最大的Li+就具有較大的粘度。在這種情況下，2O對(duì)粘度影響的次序是Li+Na+ 。第52頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四3）二價(jià)金屬氧化物 二價(jià)堿土金屬氧化物對(duì)粘度影響： 一方面和堿金屬離子一樣，能使硅氧負(fù)離子團(tuán)解聚使粘度降低； 另一方面，它們的電價(jià)較高而半徑又不大，因此其離子勢(shì)Z/r較+的大，能奪取硅氧負(fù)離子團(tuán)中的2-來包圍自己，導(dǎo)致硅氧負(fù)離子團(tuán)聚合

25、。 總之： 2+降低粘度的次序是Ba2+Sr2+Ca2+g2+，系統(tǒng)粘度次序?yàn)锽a2+Sr2+Ca2+1，結(jié)構(gòu)中”游離”氧充足，B3以BO4四面體狀態(tài)加入到SiO4四面體網(wǎng)絡(luò)，將斷開的網(wǎng)絡(luò)重新連接起來，結(jié)構(gòu)趨于緊密，粘度隨含量升高而增加；當(dāng)Na2O/ B2O3 約為1時(shí)(B2O3含量約為15)，B3形成BO4四面體最多，粘度達(dá)到最高點(diǎn)；B2O3含量繼續(xù)增加，較多量的B2O3引入使Na2O/ B2O3Cs2OK2ONa2OLi2OBaOSrOCaOCdOZnOMgOBeO第72頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 比 熱 比熱是1克物質(zhì)溫度升高1 所需的熱量。單位 J/g

26、室溫下，玻璃的比熱介于0.08-0.25 J/g 導(dǎo) 熱 物質(zhì)靠質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)把熱能傳遞到較低溫度方面的能力稱為導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)表示。一般介于0.0017-0.0032 卡/cm s第73頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 熱穩(wěn)定性 玻璃經(jīng)受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱為熱穩(wěn)定性。其大小用試樣在保持不破壞條件下所能經(jīng)受的最大溫度差來表示。 K玻璃的熱穩(wěn)定系數(shù)，cm/s1/2；P玻璃抗張強(qiáng)度極限，N/mm2；玻璃的線膨脹系數(shù)，-1；E玻璃的彈性模量，N/mm2；玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)，J/cms；c玻璃的熱容，J/g；d玻璃的密度，g/cm3。 第74頁，共88頁，2022年，5月

27、20日，16點(diǎn)25分，星期四 玻璃的電學(xué)性質(zhì) 玻璃的電學(xué)性質(zhì)主要是電導(dǎo)、介電性和半導(dǎo)性 電導(dǎo)率 玻璃的電導(dǎo)率和離子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)，其數(shù)值大小決定于單位體積中的離子個(gè)數(shù)n、離子電荷數(shù)q和離子的遷移率 ， n = nq第75頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 玻璃的電阻率與溫度的關(guān)系第76頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四中和效應(yīng) 第77頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四玻璃的光學(xué)性質(zhì) 光吸收 光入射到玻璃上時(shí)，玻璃中的各組分以不同方式吸收紫外光、可見光、近紅外光和紅外光能量，轉(zhuǎn)移至高能態(tài)。 顏色玻璃的光吸收突出表現(xiàn)為在可見光范圍內(nèi)的選擇性吸收。 第78頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 折射率 玻璃折射率是由于光通過玻璃時(shí)，光波引起玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的極化變形，而使得光波在玻璃中傳播方向速度的改變。折射率可以表示為： n=c/v 式中：c光在真空中的傳播速度； v光在玻璃中的傳播速度。第79頁，共88頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)25分，星期四 GladstoneDale公式 對(duì)溫度的微分形式表示為 第80頁，共88頁，2022