<form id="rn1z5"></form>
    <sub id="rn1z5"></sub>
    <thead id="rn1z5"></thead>

    <sub id="rn1z5"></sub>

      <sub id="rn1z5"></sub><address id="rn1z5"></address>

      當前位置:首頁 > 粉體資訊 > 粉體入門 > 正文
      陶瓷固體的特征3:玻璃結構
      2022年06月01日 發布 分類:粉體入門 點擊量:212
      覺得文章不錯?分享到:

      雖然大多數天然及人造的固體在本質上都是晶態的,非晶態材料對傳統陶瓷或新發展起來的陶瓷來說也十分重要。非晶態材料的一個重要門類是液態硅酸鹽,其性質在陶瓷學家配制玻璃、釉及搪瓷時是很重要的知識。固體玻璃的結構通常比形成它的液體的結構更為復雜,雖然粗略的結構特征似乎相當清楚了,但近來的研究卻發現了一些至今尚未完全弄明白的復雜情況。新近發展起來的-類材料是氣相沉積的非晶態固體薄膜,關于這類材料的結構細節了解得更少。在所有這此類別的陶瓷材料中,任何一個原子最近鄰的短程有序亦即一級配位仍然保存著,而理想晶體所具有的長程有序特點就消失了,其消失的情況在不同系統中不一樣,而且難于給出精確的描述。

      玻璃的形成

      玻璃通常由熔體固化而形成。玻璃的結構可以明品地和液體區別開來,因為玻璃結構實際上與溫度無關。在液體冷卻時如果發生了結晶,則在熔點處會有不連續的體積變化。然而不發生結晶時,液體的體積將以同樣的速率(像在熔點以上那樣)繼續變小,直到達到被稱為玻璃轉變區的溫度范圍,膨賬系數開始降低。在這個溫度范圍以下,玻璃結構在所采用的冷卻速率下不再弛豫。玻璃態的膨賬系數通常與晶態固體的膨脹系數大致相同。若冷卻速度較慢,以致用于結構馳豫的時間增加,則過冷液體可以持續到一個比較低的溫度,從而得到密度較高的玻璃。同樣,把玻璃態材料在退火溫度范圍加熱也可以發生緩慢的弛豫,同時玻璃結構的密度就趨近于這個溫度下的過冷液體的密度。

      玻璃結構模型

      曾經提出過很多模型用于描述玻璃的結構

      1.晶子模型

      玻璃的 X射線衍射圖通常呈現寬闊的衍射峰,其中心位于與該玻璃材料相應的晶體的衍射圖案中那些峰值所在的區城中。諸如此類的實驗結果導致如下的提法:玻璃由一些被稱為晶子的很小的晶體的集合體所組成,而玻璃衍射線變寬是由粒子尺才的展寬效應所引起的。在粒子或晶粒尺寸小于約 0.1μm時,X射線衍射峰要發生可測的展寬是亳無疑問的;衍射線的展寬隨著粒子尺才的減小而線性增加。這個模型曾經應用到單組分和多組分玻璃中(在后一種情況下,把玻璃的結構看成是由該系統中相應的化合物成分的晶子所組成)。但是現在這個模型已經不再保持其原來的形式了。

      2.無規網絡模型

      按照這個模型,玻璃被看成是缺三對稱性及周期性的三維網絡或陣列,其中的結構單元不作規律性重復出現。在氧化物玻璃中,這些網絡由氧的多面體組成。

      氧化物玻璃的結構

      在討論氧化物玻璃結構時必須強調的是,對這些玻璃結構的了解從任一方面來說都不像在第二章討論過的、已被測定的晶體結構那樣可靠。實驗技術及數據處理方法的進步已經開辟了玻璃結構研究的新時代,而且未來的10 年將取得對玻璃結構認識的重大進展。但是,要建立一個給定玻璃的任何具體的模型,即使最好的實驗技術也是不夠用的。我們寧可把玻璃結構的研究結果看成是提供了一些信息,而提出來的任何結構模型必須與這些信息一致。

      1.二氧化硅

      早期在玻璃結構晶子模型的擁護者和無規網絡模型的擁護者之間發生的爭論是以贊成無規網絡模型而平息下來的,其主要的結論由B. E. Warren 提出。從玻璃衍射圖案中主要衍射峰的展寬度來看,對于 Si0,來說晶子尺寸估計為7~8&。因為方石英的晶胞尺寸在8A左右,這樣一個晶子就只有一個晶胞那樣大,這個結果似乎與晶子排列的概念相抵觸.

      2.B203

      玻璃態B203的X射線衍射及核磁共振研究清楚地指出其結構是由BO3,三角形組成的,但在結構中這些三角形是如何連接在一起的卻不大清楚。三角形的無規網絡模型不能很好地說明衍射數據。所提出的一個能夠較好地描述這個結構的模型是三角形連接成硼氧基構型。能更好地說明實驗數據的一種橫型則是把玻璃結構看成是晶體結構的畸變,其中三角形相連成帶狀。這種畸變只是破壞了晶體基本的對稱性,不能把它看成是分立的晶子鑲嵌在基質中。

      3.硅酸鹽玻璃

      把堿金屬或堿土金屬氧化物加到 Si0,中去就會增加氧硅比,使其值超過 2,且破壞了三維網絡而形成了只以一個鍵與 Si 相連的單向鍵合氧,這個氧不再參加網絡(圖3.8)。在晶態硅酸鹽中發現的不同氧硅比的結構單元如表 為了保持局部的電中性,網絡改變體陽離子配置在單向鍵合氧的附近。對二價陽離子,每個陽離子就要求有兩個單向鍵合氧;對單價堿金屬離子只要一個這樣的氧原子。

      4.鍺酸鹽玻璃和磷酸鹽玻璃

      玻璃態 GeO2是由 GeO4四面體組成的,其鍺-氧-鍺鍵角平均約為138°。對這個材料來說,氧四面體無規網絡的結構模型看來是合理的。然而與熔融石英不一樣,玻璃態氧化鍺的四面體交角(即Ge--0—Ge)的分布范圍是很狹窄的。玻璃態 GeO2的無規度顯然主要是由四面體之間相對旋轉角的無規分布引起的,這是生成無規四面體網絡的第二模式。


      粉體圈整理

      了解優質裝備供應商,請聯系客服18666974612(微信同號)

      相關內容:
       

      粉體求購:

      設備求購:

      尋求幫助:

      合作投稿:

      粉體技術:

      關注粉體圈

      了解粉體資訊

      精品久久久噜噜噜久久久