熔体和玻璃体解析课件.ppt

15、试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？（10分） 答：熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R2+的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。随着B2O3含量增加，B3+开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。 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 10 20 70 2 20 10 70 试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？ ? 序号 Na2O Al2O3 SiO2 wt％ mol％ wt％ mol％ wt％ mol％ 1 10 10.51 20 12.87 70 76.63 2 20 20.19 10 6.18 70 73.63 解： 1＃玻璃： ∵ Na2O/Al2O3＝10.51/12.871 ∴ Al3+可认为是网络变性离子 则有： Y1＝2.72Y2＝3.68 在高温下1＃玻璃粘度2＃玻璃粘度。 X＝2R－Z＝2×2.64－4＝1.28 Y＝Z－X＝4-1.28＝2.72 2＃玻璃：∵ Na2O/Al2O3＝20.19/6.21 ∴ Al3+可认为是网络形成离子 X＝2R－Z＝2×2.16－4＝0.32 Y＝Z－X＝4-0.32＝3.68 填空题 1、Tg是－－－－－，它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时－－。 2、三T图中三个T代表－－－－、－－－－－－和－－－－－－。 3、 在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O31),熔体粘度－－。 4、组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数 为－－－－。 作业 2 有两种不同配比的玻璃其组成如下： 序 号 Na2O (wt%) Al2O3(wt%) SiO2(wt%) 1 8 12 80 2 12 8 80 试用玻璃结构参数说明两种玻璃