非晶态结构与性质.98页PPT

非晶态结构与性质内容提要熔体和玻璃体是物质另外两种聚集状态。

相对于晶体而言，熔体和玻璃体中质点排列具有不规则性，至少在长距离范围结构具有无序性，因此，这类材料属于非晶态材料。

从认识论角度看，本章将从晶体中质点的周期性规则形排列过渡到质点微观排列的非周期性、非规则性来认识非晶态材料的结构和性质。

熔体特指加热到较高温度才能液化的物质的液体，即较高熔点物质的液体。

熔体快速冷却则变成玻璃体。

因此，熔体和玻璃体是相互联系、性质相近的两种聚集状态，这两种聚集状态的研究对理解无机材料的形成和性质有着重要的作用。

传统玻璃的整个生产过程就是熔体和玻璃体的转化过程。

在其他无机材料（如陶瓷、耐火材料、水泥等）的生产过程中一般也都会出现一定数量的高温熔融相，常温下以玻璃相存在于各晶相之间，其含量及性质对这些材料的形成过程及制品性能都有重要影响。

如水泥行业，高温液相的性质（如粘度、表面张力）常常决定水泥烧成的难易程度和质量好坏。

陶瓷和耐火材料行业，它通常是强度和美观的有机结合，有时希望有较多的熔融相，而有时又希望熔融相含量较少，而更重要的是希望能控制熔体的粘度及表面张力等性质。

所有这些愿望，都必须在充分认识熔体结构和性质及其结构与性质之间的关系之后才能实现。

本章主要介绍熔体的结构及性质，玻璃的通性、玻璃的形成、玻璃的结构理论以及典型玻璃类型等内容，这些基本知识对控制无机材料的制造过程和改善无机材料性能具有重要的意义。

4.1 熔体的结构一、对熔体的一般认识自然界中，物质通常以气态、液态和固态三种聚集状态存在。

这些物质状态在空间的有限部分则称为气体、液体和固体。

固体又分为晶体和非晶体两种形式。

晶体的结构特点是质点在三维空间作规则排列，即远程有序；非晶体包括用熔体过冷而得到的传统玻璃和用非熔融法（如气相沉积、真空蒸发和溅射、离子注入等）所获得的新型玻璃，也称无定形体，其结构特点是近程有序，远程无序。

习惯上把高熔点物质的液体称为熔体（指熔点温度以上，具有一定流动性的液体），所以对于硅酸盐来说，它的液体一般称之为熔体。

⽆机材料科学基础第四章⾮晶态结构与性质第4章⾮晶态结构与性质⼀、名词解释1．熔体与玻璃体：熔体即具有⾼熔点的物质的液体。

熔体快速冷却形成玻璃体。

2．聚合与解聚：聚合：各种低聚物相互作⽤形成⾼聚物解聚：⾼聚物分化成各种低聚物3．晶⼦学说与⽆规则⽹络学说：晶⼦学说（有序、对称、具有周期性的⽹络结构）：1硅酸盐玻璃中含有⽆数的晶⼦2晶⼦的互相组成取决于玻璃的化学组成3晶⼦不同于⼀般微晶，⽽是带有晶体变形的有序区域，在晶⼦中⼼质点排列较有规律，远离中⼼则变形程度增⼤4晶⼦分散于⽆定形物质中，两者没有明显界⾯⽆规则⽹络学说（⽆序不对称不具有周期性的⽹络结构）1形成玻璃态的物质与晶体结构相类似，形成三维的空间⽹格结构2这种⽹络是离⼦多⾯体通过氧桥相连进⽽向三维空间规则4．⽹络形成体与⽹络变性体：⽹络形成体：能够单独形成玻璃的氧化物⽹络变性体：不能单独形成玻璃的氧化物5．桥氧与⾮桥氧：桥氧：玻璃⽹络中作为两个成⽹多⾯体所共有顶⾓的氧⾮桥氧：玻璃⽹络中只与⼀个成⽹多⾯体相连的氧⼆、填空与选择1.玻璃的通性为：各向同性、介稳性、由熔融态向玻璃态转化是可逆与渐变的，⽆固定熔点、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度的变化连续性和物理化学性质随成分变化的连续性。

2．氧化物的键强是形成玻璃的重要条件。

根据单键强度的⼤⼩可把氧化物中的正离⼦分为三类：⽹络形成体、⽹络中间体和⽹络改变体；其单键强度数值范围分别为单键强度＞335KJ/mol、单键强度介于250~335KJ/mol 和单键强度＜250~335KJ/mol。

3．聚合物的形成可分为三个阶段，初期：⽯英颗粒的分化；中期：缩聚与变形；后期：在⼀定时间内分化与缩聚达到平衡。

4．熔体结构的特点是：近程有序、远程⽆序。

5．熔体是物质在液相温度以上存在的⼀种⾼能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。

6．在玻璃性质随温度变化的曲线上有⼆个特征温度Tg（脆性温度）和Tf （软化温度），与这⼆个特征温度相对应的粘度分别为1012Pa·s和108Pa·s。