1、第二、三章 熔體和玻璃體習(xí)題課1、熔體的聚合物理論： 形成的三階段 初期：主要是石英顆粒的分化；中期：縮聚反應(yīng)并伴隨聚合物的變形；后期：一定T、t 達到聚合 解聚平衡。 熔體的性質(zhì)： 粘度和表面張力粘度理論2、玻璃的結(jié)構(gòu) 晶子假說 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 玻璃形成條件： 玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)2/3規(guī)則35 玻璃的組成是13wt%Na2O 、13wt%CaO、74wt%SiO2，計算非橋氧分數(shù)。 分析：要應(yīng)用關(guān)系式，必須換算成mol%。 解：玻璃組成 Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 Z4 X2RZ22.3640

2、.72YZX40.723.28非橋氧數(shù)對2玻璃， Na2O/Al2O312.1/4.87 1 Al3+被視為網(wǎng)絡(luò)形成離子，Z=4 X2RZ22.07840.156Y=ZX40.1563. 844討論： 1玻璃 Y1 3.986 , 2玻璃 Y2 3.844 即有：Y1 Y2 所以在高溫下 1玻璃 粘度 2玻璃 粘度37 SiO2 熔體的粘度在1000時為1015dpa.s，在1400時為108dpa.s， 玻璃粘滯的活化能是多少？上述數(shù)據(jù)為恒壓下取得，若在恒容下獲得，你認為活化能會改變嗎？為什么？解：(a) 對 0exp(E/kT)取對數(shù)得： Ln Ln 0 E/kT 令 A Ln 0 B E

3、/k 則Ln A B/T 將 、T值代入上式解之得： A32.88 B85828活化能EBk858281.3810231.181018(J/個)粘滯的活化能=1.1810-186.021023=710.3kJ/mol 39 在SiO2中應(yīng)加入多少Na2O,使玻璃的O/Si2.5，此時析晶能力是增強還是削弱？解；假定引入的Na2O的mol含量為 x ， 則SiO2的mol含量為 1x此時析晶能力增強。310 有一種平板玻璃組成為14Na2O-13CaO-73SiO2，其密度為2.5g/cm3，計算該玻璃的原子堆積系數(shù)(AFP)為多少？計算該玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)值？解： a 、 該玻璃的平均分子量 在1

4、nm3 中原子數(shù)為在1nm3中原子所占體積Y=2Z2R2422.37=3.26311 有一組二元硅酸鹽熔體，其R值變化規(guī)律如下，寫出熔體一系列性質(zhì)的變化規(guī)律(用箭頭表示) R2； 2.5 ； 3 ; 3.5 ; 4(1) 游離堿含量(2) O/Si (3) 低聚合物數(shù)量(4) 熔體粘度(5) 形成玻璃能力(6) 析晶能力補充習(xí)題 1、 正硅酸鉛玻璃密度為7.36g/cm3，求這個玻璃中氧的密度為多少？試把它與熔融石英(密度為2.2g/cm3)中的氧密度比較，試指出鉛離子所在位置？解：正硅酸鉛PbSiO3的分子量 M207.228163283.2 在1cm3中PbSiO3的個數(shù) 所以 在正硅酸鉛

5、PbSiO3中氧的密度為同理結(jié)論： PbSiO3中氧的密度高于SiO2中氧的密度，則Pb為網(wǎng)絡(luò)變性離子，在SiO網(wǎng)絡(luò)外。2、 網(wǎng)絡(luò)變性體(如Na2O)加到石英玻璃中，使O/Si比增加。實驗觀察到當(dāng)O/Si2.53 時，即達到形成玻璃的極限。根據(jù)結(jié)構(gòu)解釋，為什么 2 O/Si2.5的堿硅石混合物可以形成玻璃，而O/Si3的的堿硅石混合物結(jié)晶而不形成玻璃？答： 當(dāng)2 O/Si2.5時，在熔融狀態(tài) 下SiO44仍可連成網(wǎng)絡(luò)狀，且聚合程度高，故可形成玻璃。但當(dāng)O/Si3時，由于堿金屬氧化物明顯增加，使熔體中分子較小的低聚合物增加，熔體粘度變小，故可易結(jié)晶而不易形成玻璃。3、 在硅酸鹽熔體析晶的成核速率

6、、生長速率隨T變化的關(guān)系圖中，標出哪一條曲線代表成核速率，哪一條曲線代表生長速率？為什么？速率 TuIV原因：低溫熔體粘度大，質(zhì)點移動困難易聚結(jié)在一起而成核， 即低溫有利于成核； 高溫熔體粘度小，質(zhì)點移動速率大，晶核易相遇形成 大的晶核而長大，即高溫有利于生長。填空題 1、Tg是，它與玻璃形成過程的冷卻速率有關(guān)，同組分熔體快冷時Tg比慢冷時，淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度，熱膨脹系數(shù)。 2、同溫度下，組成分別為：(1) 0.2Na2O0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O0.1CaO0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO0.8SiO2 的三種熔體，其粘度大小的順序為。 3、 三T圖中三個T代表、和。 4、 粘滯活化能越，粘度越。 硅酸鹽熔體或玻璃的電導(dǎo)主要決定于。5、 0.2Na2O-0.8SiO2組成的熔體，若保持Na2O含量不變，用Ca