玻璃性质_百度文库

　　1．各向同性：玻璃的各向同性起因于其质点排列的无规 各向同性： 则和统计均匀性。 则和统计均匀性。 2．介稳性：在一定条件下它还具有自发放热转化为内能 介稳性： 较低的晶体的倾向。 较低的晶体的倾向。 3．无固定熔点：由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的 无固定熔点： 与渐变的，在一定的温度范围内完成。 与渐变的，在一定的温度范围内完成。 4．性质变化的连续性和可逆性：由熔融态向玻璃态转化 性质变化的连续性和可逆性： 时物理、化学性质变化的连续性和可逆性。 时物理、化学性质变化的连续性和可逆性。

　　(2)钠硅二元玻璃的x-射线散射强度曲线)钠硅二元玻璃的x 射线散射强度曲线(瓦连可夫等) 钠硅二元玻璃的

　　(1)玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三 (1)玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三 玻璃的结构与相应的晶体结构相似 维空间网络结构。 维空间网络结构。 (2)这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无 (2)这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无 这种网络是由离子多面体通过桥氧相连 规律、非周期性的发展而构筑起来的。 规律、非周期性的发展而构筑起来的。 的发展而构筑起来的 (3)电荷高的网络形成离子位于多面体中心，网络变性离子 (3)电荷高的网络形成离子位于多面体中心，网络变性离子 电荷高的网络形成离子位于多面体中心 均匀无序地分布在网络骨架空隙中。 均匀无序地分布在网络骨架空隙中。

　　（1）石英玻璃和方石英的特征谱线重 合，只能说明石英玻璃和方石英中原 只能说明石英玻璃和方石英中原

　　子间距基本一致； 子间距基本一致； 基本一致 峰值的存在并不说明晶体的存在 的存在并不说明晶体的存在。 （ 2 ） 峰值 的存在并不说明晶体的存在 。 石英玻璃内如有晶体， 石英玻璃内如有晶体 ， 其大小也只有

　　第一个极值曲线下的面积表示配位数为 配位数为4.3， 第一个极值曲线下的面积表示配位数为 ， 瓦伦的实验证明：玻璃物质的主要部分不可能以方石英晶体的 瓦伦的实验证明：玻璃物质的主要部分不可能以方石英晶体的 接近硅原子配位数4， 距离0.162nm，与 接近硅原子配位数 ，Si-O距离 距离 ， 结晶硅酸盐中SiO2的平均间距（0.160nm）非 的平均间距（ 结晶硅酸盐中 ） 常符合。 常符合。

　　一种密实体，结构中没有不连续的离 一种密实体，结构中没有不连续的离 密实体 不连续 子或空隙。 子或空隙。

　　3－同上，有间断薄雾析晶，保温3小时 －同上， 玻璃和晶体的红外光谱的极大值是一致的，说明玻璃中存在 ， 玻璃和晶体的红外光谱的极大值是一致的有间断薄雾析晶，保温 小时 4－同上，连续薄雾析晶，保温 小时 －同上，连续薄雾析晶，保温3小时 局部不均匀区域， 局部不均匀区域，该区域原子排列与相应晶体的原子排列大 5－同上，析晶玻璃，保温 小时 －同上，析晶玻璃，保温6小时 致一致。 致一致。 结构的不均匀性 有序性是硅酸盐玻璃的共性 不均匀性和 是硅酸盐玻璃的共性。 结构的不均匀性和有序性是硅酸盐玻璃的共性。

　　扎哈里阿森还提出氧化物形成玻璃时， 扎哈里阿森还提出氧化物形成玻璃时，应具备如下 四个条件： 四个条件：

　　1．网络中每个氧离子最多与两个网络形成离子相连； 网络中每个氧离子最多与两个网络形成离子相连 两个网络形成离子相 2．多面体中阳离子的配位数必须是小的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ即为4或3； 多面体中阳离子的配位数必须是小的，即为4 配位数必须是小的 3．氧多面体相互连接只能共顶而不能共棱或共面； 氧多面体相互连接只能共顶而不能共棱或共面； 共顶而不能共棱或共面 三个顶角是与相邻多面体共有 4．每个氧多面体至少有三个顶角是与相邻多面体共有， 每个氧多面体至少有三个顶角是与相邻多面体共有， 以形成连续的无规则空间结构网络。 以形成连续的无规则空间结构网络。

　　1.6 Na2O·SiO2玻璃的 射线散射强度曲线 玻璃的X射线散射强度曲线章玻璃性质 章玻璃性质

　　(3)钠硅二元玻璃的反射光谱曲线)钠硅二元玻璃的反射光谱曲线(马托西等) 钠硅二元玻璃的反射光谱曲线℃保温 小时 －玻璃表层部分， ℃保温1小时

　　(1)硅酸盐玻璃折射率(1)硅酸盐玻璃折射率-温度关系曲线年 前苏联学者列别捷夫提出的) 列别捷夫提出的 (1921年 前苏联学者列别捷夫提出的)

　　573℃附近折射率发生急 573℃附近折射率发生急 剧变化， 573℃正是石 剧变化，而573℃正是石 英发生α 英发生α⇔β晶型转变 的温度。 的温度。 提出了玻璃是高分散 提出了玻璃是高分散 晶子的集合体 的集合体。 晶子的集合体。

　　对分相研究不利，不能完满解释玻璃的微观不均匀性和分 对分相研究不利， 相现象。 相现象。

　　两种学说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。 两种学说各具优缺点，两种观点正在逐步靠近。统 一的看法是——玻璃是具有近程有序、远程无序结 一的看法是——玻璃是具有近程有序、远程无序结 ——玻璃是具有近程有序 构特点的无定形物质。 构特点的无定形物质。

　　形式存在。 2 3 4 5 6 7 形式存在。而每个原子的周围原子配位对玻璃和方石英来说都是一 0 1

　　宏观上是均匀的 说明了玻璃结构宏观上是均匀的，阐明了结构上是远程无 说明了玻璃结构宏观上是均匀的，阐明了结构上是远程无 强调了玻璃的均匀性 无序性、连续性和统计性。 均匀性、 序的，强调了玻璃的均匀性、无序性、连续性和统计性。

　　玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几何配置、 玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几何配置、有序程 度以及彼此间的结合状态。 度以及彼此间的结合状态。 几个早期的玻璃结构理论： 几个早期的玻璃结构理论： 门捷列夫：玻璃是一种无定形物质，没有固定化学组成。 门捷列夫：玻璃是一种无定形物质，没有固定化学组成。 玻璃的结构是具有一定化学组成的分子聚合体。 Sockman ：玻璃的结构是具有一定化学组成的分子聚合体。 玻璃是一种过冷液体。 Tamman ：玻璃是一种过冷液体。 两个最主要的玻璃结构学说： 个最主要的玻璃结构学说： 要的玻璃结构学说 晶子学说 无规则网络学说

　　1.7 Na2O·SiO2玻璃的反射光谱曲线 玻璃的反 光谱曲线章玻璃性质 章玻璃性质

　　a. 玻璃由无数的“晶子”组成。 玻璃由无数的“晶子”组成。 b. “晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区 晶子” 晶格变形的有序区 晶子 不同于一般微晶，而是带有晶格变形 域，分散于无定形的介质中。 分散于无定形的介质中。 c. “晶子”到介质的过渡是逐渐完成的，之间无明显界线。 晶子” 过渡是逐渐完成的 之间无明显界线 无明显界线。 晶子 到介质的过渡是逐渐完成

　　首次揭示了玻璃微不均匀性，描述了玻璃结构近程有序特点。 近程有序特点 首次揭示了玻璃微不均匀性，描述了玻璃结构近程有序特点。 微不均匀性

　　晶子尺寸太小，而且晶格变形严重 无法用x-射线检测 晶格变形严重， 射线检测， 晶子尺寸太小，而且晶格变形严重，无法用 射线检测，晶子的 尺寸太小 含量、组成也未得到合理的确定 也未得到合理的确定。 含量、组成也未得到合理的确定。

　　77nm 方石英单位晶胞尺寸0 70nm nm， nm， 0 . 77nm ，方石英单位晶胞尺寸 0 .70 nm ， 违 反 了 晶 体 的 概 念 。 （3）石英玻璃中没有小角度散射，是 石英玻璃中没有小角度散射， 小角度散射

　　c. 石英晶体中硅氧四面体 石英晶体中硅氧四面体[SiO4]有着严格的规则排列；而石 有着严格的规则排列； 有着严格的规则排列 英玻璃中，硅氧四面体 的排列是无序 英玻璃中，硅氧四面体[SiO4]的排列是无序的，缺乏对称性 的排列是无序的

　　(a)石英晶体 (a)石英晶体 (b)石英玻璃 (b)石英玻璃 (c)钠硅玻璃 (c)钠硅玻璃

　　(1932年 德国学者扎哈里阿森提出的) 扎哈里阿森提出的 (1932年 德国学者扎哈里阿森提出的)

　　a. 石英玻璃和石英晶体基本结构单元都是硅氧四面体 石英玻璃和石英晶体基本结构单元都是硅氧四面体 硅氧四面体[SiO4]。 。 b. 各硅氧四面体 各硅氧四面体[SiO4]都通过顶点连接成为三维空间网络。 都通过顶点连接成为三维空间网络。 都通过顶点连接成为三维空间网络

　　（1）物理意义 ） 粘度是用来衡量粘滞流动的，它表示了液体的内摩擦力。 这种内摩擦力是液体结构的外在表现。 η= （f/A）/（dv/dx) Pa.S 在玻璃中产生单位速度梯度而在单位面积上所受到的阻力 （2）工艺意义 ） 1、熔制中：粘度小，有利于玻璃液澄清、均化 2、成型中：粘度不均匀产生玻筋；粘度的作用，使玻璃厚 度均匀；粘度随温度变化的快慢影响成型速度 3、退火中：退火在恰当的粘度下进行

　　第一峰是石英玻璃衍射的主峰与晶体石英 第一峰是石英玻璃衍射的主峰与晶体石英 石英玻璃衍射的主峰与 特征峰一致 一致。 特征峰一致。 第二峰是Na 玻璃的衍射主峰与 的衍射主峰与偏 第二峰是 2O·SiO2玻璃的衍射主峰与偏 硅酸钠晶体的特征峰一致 的特征峰一致。 硅酸钠晶体的特征峰一致。 钠硅玻璃中，两个峰同时出现。 钠硅玻璃中，两个峰同时出现。说明同时 存在方石英晶子 偏硅酸钠晶子. 方石英晶子和 存在方石英晶子和偏硅酸钠晶子. 提高温度或延长加热时间， 提高温度或延长加热时间，衍射主峰清 温度或延长加热时间 强度增大。 晰，强度增大。 玻璃中方石英晶子与晶体相比有变形。 玻璃中方石英晶子与晶体相比有变形。 方石英晶子与晶体相比有变形