第一章 玻璃的结构与组成

1-1\名词解释

  1、 硼-氧反常：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中的作为非桥氧出现于结构中，二十是硼氧三角体【BO3】转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体【BO4】,导致B2O3玻璃从原来两维空间的层状结构部分转变为三维空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应的向着相反的方向变化。这就是所谓的“硼氧性反常”。

   2、硼反常：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体【BO3】与硼氧四面体【BO4】之间的量变而引起性质突变的结果。

   3、硼-铝反常：“硼-铝反常”体现在一系列性质变化中，如折射率、密度、硬度、弹性模量。在介质常数与膨胀系数变化曲线中显得很模糊。色散、电导与介质损耗等则不出现“硼-铝反常”。

4、积聚作用：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。

   5、解聚作用：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从 架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。

   6、混合碱效应：在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。这一效应称为混合碱效应，过去称为“中和效应”。

   7、压制效应：在含碱硅酸盐中随RO增加，是R+在扩散中系数下降。

   8、逆性玻璃：如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，情况就大为不同。即使Y<2也能制成玻璃，而且某些性能随金属离子数的增大而变好。一般把这种玻璃称为“逆性玻璃”

   9、铝反常：氧化铝的结构状态依氧化铝和碱金属相对含量的不同而变化的这种现象称为铝反常现象。

   10、网络外体：网络外体氧化物不能单独生成玻璃，不参加网络，一般位于网络之外。

   11、网络形成体：单键强度大于335KJ/mol的氧化物，可单独形成玻璃。

   12、网络中间体：一般不能单独生成玻璃，其作用介于网络生成体和网络外体之间。

   13、玻璃的热历史：是指玻璃从高温液态冷却，通过转变温度区和退火温度区域的经历。

   14、金属桥：为了解释铅在玻璃中的一些特殊作用，有人根据PbO晶体不对称结构的特性，提出了铅玻璃中存在的所谓的“金属桥”的观点。认为在铅四方椎体中，在靠近4个O2-的一面，因惰性电子对被推开，相当于失去2个电子，可以把这一面近似看作Pb4+核，而远离4个的一面，相当于外加了2个电子，故可看作是零价的铅原子。这样，四方椎体中的铅离子可以以“1／2Pb4+-1／2Pb0”表示，其中1／2Pb0称为金属桥。

   15、图尔遐想温度：当玻璃冷却至室温时，它保持着与Tg～Tf温度范围的某一温度相应的平衡结构状态和性能。这一温度即是图尔提出的著名的“遐想温度”

1-2

   玻璃的广义定义：结构上完全表现为长程无序的、性能上具有玻璃转变特性的非晶态固体。

   玻璃的狭义定义：由熔融物冷却而不析晶得到的无机物。

1-3

   第一大学说：晶子学说

       基本观点:玻璃由无数晶子组成

                晶体有晶格畸变，晶子到无定型介质是渐变

       学说重点：玻璃的有序性，不均匀性和不连续性

   第二大学说:无规则网络学说

       基本观点：硅氧四面体

                 玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三维空间网络组成，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复。

       学说重点：玻璃结构的连续性、统计均匀性和无序性。

1-4玻璃组成、结构、性能之间的关系

   玻璃组成对结构的影响

     ① 玻璃成分是玻璃中所含元素和化合物的种类与比例，即化学组成

     ② 玻璃组成对结构和性质起决定性作用

     ③ 玻璃组成通过结构决定性能

   结构因素对玻璃性质的影响

     ①氧硅比对结构的影响

     ② 阳离子配位状态的影响

     ③离子极化的影响

     ④离子堆积与排列的影响

     ⑤亚稳分相的影响